TY  - JOUR
A1  - Ventura-Bort, Carlos
A1  - Wirkner, Janine
A1  - Genheimer, Hannah
A1  - Wendt, Julia
A1  - Hamm, Alfons O.
A1  - Weymar, Mathias
T1  - Effects of Transcutaneous Vagus Nerve Stimulation (tVNS) on the P300 and Alpha-Amylase Level: A Pilot Study
JF  - Frontiers in Human Neuroscience
N2  - Recent research suggests that the P3b may be closely related to the activation of the locus coeruleus-norepinephrine (LC-NE) system. To further study the potential association, we applied a novel technique, the non-invasive transcutaneous vagus nerve stimulation (tVNS), which is speculated to increase noradrenaline levels. Using a within-subject cross-over design, 20 healthy participants received continuous tVNS and sham stimulation on two consecutive days (stimulation counterbalanced across participants) while performing a visual oddball task. During stimulation, oval non-targets (standard), normal-head (easy) and rotated-head (difficult) targets, as well as novel stimuli (scenes) were presented. As an indirect marker of noradrenergic activation we also collected salivary alpha-amylase (sAA) before and after stimulation. Results showed larger P3b amplitudes for target, relative to standard stimuli, irrespective of stimulation condition. Exploratory post hoc analyses, however, revealed that, in comparison to standard stimuli, easy (but not difficult) targets produced larger P3b (but not P3a) amplitudes during active tVNS, compared to sham stimulation. For sAA levels, although main analyses did not show differential effects of stimulation, direct testing revealed that tVNS (but not sham stimulation) increased sAA levels after stimulation. Additionally, larger differences between tVNS and sham stimulation in P3b magnitudes for easy targets were associated with larger increase in sAA levels after tVNS, but not after sham stimulation. Despite preliminary evidence for a modulatory influence of tVNS on the P3b, which may be partly mediated by activation of the noradrenergic system, additional research in this field is clearly warranted. Future studies need to clarify whether tVNS also facilitates other processes, such as learning and memory, and whether tVNS can be used as therapeutic tool.
KW  - EEG
KW  - P300
KW  - tVNS
KW  - norepinephrine
KW  - locus coeruleus
KW  - salivary alpha-amylase
Y1  - 2018
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-196129
SN  - 1662-5161
VL  - 12
IS  - 202
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Kessler, Almuth F.
A1  - Frömbling, Greta E.
A1  - Gross, Franziska
A1  - Hahn, Mirja
A1  - Dzokou, Wilfrid
A1  - Ernestus, Ralf-Ingo
A1  - Löhr, Mario
A1  - Hagemann, Carsten
T1  - Effects of tumor treating fields (TTFields) on glioblastoma cells are augmented by mitotic checkpoint inhibition
JF  - Cell Death Discovery
N2  - Tumor treating fields (TTFields) are approved for glioblastoma (GBM) therapy. TTFields disrupt cell division by inhibiting spindle fiber formation. Spindle assembly checkpoint (SAC) inhibition combined with antimitotic drugs synergistically decreases glioma cell growth in cell culture and mice. We hypothesized that SAC inhibition will increase TTFields efficacy. Human GBM cells (U-87 MG, GaMG) were treated with TTFields (200 kHz, 1.7 V/cm) and/or the SAC inhibitor MPS1-IN-3 (IN-3, 4 µM). Cells were counted after 24, 48, and 72 h of treatment and at 24 and 72 h after end of treatment (EOT). Flow cytometry, immunofluorescence microscopy, Annexin-V staining and TUNEL assay were used to detect alterations in cell cycle and apoptosis after 72 h of treatment. The TTFields/IN-3 combination decreased cell proliferation after 72 h compared to either treatment alone (−78.6% vs. TTFields, P = 0.0337; −52.6% vs. IN-3, P = 0.0205), and reduced the number of viable cells (62% less than seeded). There was a significant cell cycle shift from G1 to G2/M phase (P < 0.0001). The apoptotic rate increased to 44% (TTFields 14%, P = 0.0002; IN-3 4%, P < 0.0001). Cell growth recovered 24 h after EOT with TTFields and IN-3 alone, but the combination led to further decrease by 92% at 72 h EOT if IN-3 treatment was continued (P = 0.0288). The combination of TTFields and SAC inhibition led to earlier and prolonged effects that significantly augmented the efficacy of TTFields and highlights a potential new targeted multimodal treatment for GBM.
Y1  - 2018
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-325744
VL  - 4
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Wegener, Sonja
A1  - Sauer, Otto A.
T1  - Electrometer offset current due to scattered radiation
JF  - Journal of Applied Clinical Medical Physics
N2  - Relative dose measurements with small ionization chambers in combination with an electrometer placed in the treatment room (“internal electrometer”) show a large dependence on the polarity used. While this was observed previously for percent depth dose curves (PDDs), the effect has not been understood or preventable. To investigate the polarity dependence of internal electrometers used in conjunction with a small‐volume ionization chamber, we placed an internal electrometer at a distance of 1 m from the isocenter and exposed it to different amounts of scattered radiation by varying the field size. We identified irradiation of the electrometer to cause a current of approximately −1 pA, regardless of the sign of the biasing voltage. For low‐sensitivity detectors, such a current noticeably distorts relative dose measurements. To demonstrate how the current systematically changes PDDs, we collected measurements with nine ionization chambers of different volumes. As the chamber volume decreased, signal ratios at 20 and 10 cm depth (M20/M10) became smaller for positive bias voltage and larger for negative bias voltage. At the size of the iba CC04 (40 mm\(^{3}\)) the difference of M20/M10 was around 1% and for the smallest studied chamber, the iba CC003 chamber (3 mm\(^{3}\)), around 7% for a 10 × 10 cm² field. When the electrometer was moved further from the source or shielded, the additional current decreased. Consequently, PDDs at both polarities were brought into alignment at depth even for the 3 mm\(^{3}\) ionization chamber. The apparent polarity effect on PDDs and lateral beam profiles was reduced considerably by shielding the electrometer. Due to normalization the effect on output values was low. When measurements with a low‐sensitivity probe are carried out in conjunction with an internal electrometer, we recommend careful monitoring of the particular setup by testing both polarities, and if deemed necessary, we suggest shielding the electrometer.
KW  - electrometer
KW  - micro-ionization chambers
KW  - polarity
KW  - relative dosimetry
KW  - scatter radiation
Y1  - 2018
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-176137
VL  - 19
IS  - 6
ER  - 
TY  - THES
A1  - Mielich-Süß, Benjamin
T1  - Elucidating structural and functional aspects of prokaryotic membrane microdomains
T1  - Aufklärung struktureller und funktioneller Aspekte von prokaryotischen Membranmikrodomänen
N2  - Bacterial functional membrane microdomains (FMMs) are membrane platforms that resemble lipid rafts of eukaryotic cells in certain functional and structural aspects. Lipid rafts are nanometer-sized, dynamic clusters of proteins and lipids in eukaryotic cell membranes that serve as signaling hubs and assembling platforms. Yet, studying these structures can often be hampered by the complexity of a eukaryotic cell. Thus, the analogous structures of prokaryotes are an attractive model to study molecular traits of this type of membrane organization. 
Similar to eukaryotic lipid rafts, the bacterial FMMs are comprised of polyisoprenoid lipids, scaffold proteins and a distinct set of membrane proteins, involved in signaling or secretion. Investigating bacterial FMMs not only contributes to the understanding of the physiological importance of FMMs in bacteria, but also helps to elucidate general principles of rafts beyond prokaryotes. 
In this work, a bacterial model organism was used to investigate effects of synthetic overproduction of the raft scaffolding proteins on bacterial physiology. This overexpression causes an unusual stabilization of the FMM-harbored protease FtsH and therefore the proteolytic targets of FtsH are not correctly regulated. Developmental defects and aberrances in shape are the consequence, which in turn negatively affects cell physiology. These findings may be adapted to better understand lipid raft processes in humans, where flotillin upregulation is detected along with development of neurological diseases.
Moreover, it was aimed at understanding the FMM-proteome of the human pathogen Staphylococcus aureus. An in-depth quantitative mass-spectrometry analysis reveals adaption of the protein cargo during different conditions, while maintaining a distinct set of core FMM proteins. As a case study, the assembly of the type VII secretion system was shown to be dependent on FMM integrity and more specifically on the activity of the FMM-scaffold flotillin. This secretion system is important for the virulence of this pathogen and its secretion efficiency can be targeted by small molecules that inhibit flotillin activity. This opens new venues for non-conventional antimicrobial compounds to treat staphylococcal infections.
N2  - Funktionelle Membranmikrodomänen (FMMs) in Bakterien sind Membranplattformen, die in strukturellen und funktionellen Aspekten mit Lipid Rafts eukaryotischer Zellen vergleichbar sind. Diese Nanometer-großen, dynamischen Protein-/Lipid-Cluster in der eukaryotischen Zellmembran dienen als Signalzentrum und Assemblierungsplattformen. Allerdings ist die Arbeit an diesen Strukturen durch die Komplexität der eukaryotischen Zellen oft eingeschränkt. Daher sind prokayotische Zellen attraktive Modellsysteme, um molekulare Eigenschaften dieser Art von Membranorganisation zu untersuchen. 
Ähnlich wie eukaryotische Lipid Rafts, bestehen FMMs aus polyisoprenoiden Lipiden, Scaffold-Proteinen und bestimmten Membranproteinen, die z.B. an Signalweiterleitung und Sekretion beteiligt sind. Die Untersuchung bakterieller FMMs trägt nicht nur dazu bei, die physiologische Relevanz der FMMs in Bakterien selbst zu verstehen, sondern auch um generelle Membranorganisationsprinzipien aufzuklären, die über Bakterien hinausgehen. 
In dieser Arbeit wurde daher ein bakterieller Modellorganismus benutzt, um Effekte von synthetischer Überproduktion von Raft-assoziierten Scaffold-Proteinen zu untersuchen. Diese Überexpression führt zu einer unüblichen Stabilisierung der Protease FtsH, die in den FMMs zu finden ist, was eine fehlerhafte Regulierung der Zielproteine von FtsH zur Folge hat. Demzufolge sind Entwicklungsdefekte und Anomalien in der Zellform die Konsequenzen, die im Umkehrschluss die Zellphysiologie negativ beeinträchtigen. Diese Ergebnisse können dazu dienen, Lipid-Raft Prozesse in Menschen besser zu verstehen, wo die Hochregulierung von Flotillin im Zusammenhang mit neurologischen Krankheiten steht.
Darüber hinaus zielt diese Arbeit darauf ab, das FMM-Proteom des humanen Pathogenes Staphylococcus aureus besser zu verstehen. Eine detaillierte, quantitative Massenspektrometrieanalyse hat ergeben, dass das Proteincargo der FMMs sich zwar verschiedenen Bedingungen anpasst, aber auch ein bestimmtes Kernproteom in allen getesteten Bedingungen beibehält. Als Fallstudie wurde gezeigt, dass die Assemblierung des Typ VII Sekretionssystems von den FMMs, und im Detail von der Aktivität des Scaffoldproteins Flotillin, abhängig ist. Dieses Sekretionssystem ist wichtig für die Virulenzausbildung dieses Pathogenes und die Sekretionseffizienz kann durch kleine Moleküle verringert werden, die die Aktivität von Flotillin inhibieren. Diese Strategie eröffnet neue Möglichkeiten für die Anwendung unkonventioneller, antimikrobieller Substanzen, um Staphylokokken-Infektionen zu behandeln.
KW  - Staphylococcus aureus
KW  - Heubacillus
KW  - Membranlipide
KW  - Bacillus subtilis
KW  - lipid rafts
Y1  - 2018
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-162037
ER  - 
TY  - THES
A1  - Kopf, Juliane
T1  - Emotion processing and working memory deficits in Bipolar Disorder: interactions and changes from acute to remitted state
T1  - Emotionsverarbeitung und Arbeitsgedächtnisdefizite in der bipolaren Störung: Interaktionen und Veränderungen im Verlauf der Erkrankung
N2  - BD is a severe and highly prevalent psychiatric illness characterized by oscillating mood episodes, where patients express either depressed mood, anhedonia, decreased activation along with concentration difficulties and sleep disturbances, or elevated mood with hyperactivity and loss of inhibitions. Between mood episodes, patients return to a relatively normal state of functioning without mood symptoms. Previous research on underlying neuronal mechanisms has led to a model of neuronal dysfunction in BD which states that BD arises from disruption in early development within brain networks that modulate emotional behavior. These abnormalities in the structure and function of key emotional control networks then lead to decreased connectivity among ventral prefrontal networks and limbic brain regions. This in turn creates a loss of emotional homeostasis, putting bipolar patients at risk for developing extreme mood states and switching among mood states. Two core components for BD have been identified, a hyperactive emotion processing system and a hypoactive cognitive functions system. It is controversial whether these deficits are still detectable in euthymia, so it is unclear if hyper- and hypoactivations represent state or trait-like characteristics. The aim of this study was to research both core components of BD with a paradigm eliciting differential activations in both cognitive and emotion processing networks. For this, an emotional word working memory paradigm was constructed to test for differences between manic, depressive, and remitted patients as well as a healthy control group. Differences were assessed in behavior, brain activation (as a correlate for the hypoactive cognitive functions system), measured with near-infrared spectroscopy (fNIRS), and electrophysiological changes in the late positive potential (as a correlate for the hyperactive emotion processing system), an event-related potential (ERP) measured with electroencephalography. 47 patients in the acutely ill phase and 45 healthy controls were measured. Of the 47 patients, 18 returned to the clinic for a second testing while in remission for at least 3 months. Acutely ill patients were classified into 4 groups according to their disorder status: a mildly depressed group, a depressed group, a manic group, and a mixed group along DSM-IV criteria. Analyses were calculated for 3 load conditions (1-back, 2-back and 3-back) and 3 valence conditions (negative, neutral, positive) for behavioral measures reaction time and omission errors, for brain activation and event related potential changes.
Results indicate that ill patients differed from controls in their behavioral performance, but the difference in performance was modulated by the mood state they were in. Depressed patients showed the most severe differences in all behavioral measures, while manic and mixed patients differed from controls only upon different valence conditions. Brain activation changes were most pronounced in mildly depressed and manic patients, depressed patients and mixed patients did not differ as much from controls. ERP changes showed a significant difference only between mixed patients and controls, where mixed patients had an overall much higher ERP amplitude. When remitted patients were compared to controls, no differences in behavior, brain activation or ERP amplitude could be found. However, the same was true for differences in patients between acutely ill and remitted state. When looking at the overall data, the following conclusion can be drawn: assuming that the brain activation seen in the prefrontal cortex is part of the dorsal cognitive system, then this is the predominantly disturbed system in depressed patients who show only small changes in the ERP. In contrast, the predominantly disturbed system in manic and mixed patients is the ventral emotion processing system, which can be seen in a hyper-activation of ERP related neural correlates in mixed and hypo-activated neural correlates of the LPP in manic patients. When patients are remitted, the cognitive system regains temporary stability, and can be compared to that of healthy controls, while the emotion processing system remains dysfunctional and underlies still detectable performance deficits.
N2  - Die bipolare Störung ist eine schwere und hochprävalente psychiatrische Erkrankung, welche gekennzeichnet ist durch oszillierende Stimmungsepisoden, in denen Patienten entweder unter Anhedonie leiden, über Aktivitätsverlust und Konzentrationsstörungen klagen und Schlafstörungen haben, oder in deutlich aufgehellter Stimmung sind, hyperaktiv werden und soziale Hemmungen verlieren. Zwischen diesen Stimmungs-extremen durchlaufen die Patienten Phasen mit Stimmungsnormalisierung, oft ohne weitere schwere kognitive Defizite. Bisherige Studien über die zugrundeliegenden neuronalen Mechanismen haben ein Model hervorgebracht, welches von einer Störung der frühen Entwicklung in Hirnregionen, die emotionales Verhalten regulieren, ausgeht. Diese Anomalitäten in Struktur und Funktion von Kernkomponenten der Emotionskontrolle führen dann zu einem Verlust der Konnektivität in ventralen präfrontalen und limbischen Netzwerken. Dieser Verlust wiederum verursacht einen Verlust an emotionaler Homöostase, welches die Patienten dem Risiko aussetzt, extreme Stimmungsschwankungen zu erfahren. Zwei Kernkomponenten der bipolaren Störung wurden aufgrund dieses Modells definiert: ein hyperaktives Emotionsverarbeitungssystem, und ein hypoaktives kognitives Funktionssystem. Es ist bis jetzt nicht klar, in welcher Art und Weise diese emotionalen und kognitiven Dysfunktionen auch im euthymen Zustand weiterbestehen.
Das Ziel dieser Studie war es, die beiden Kernkomponenten der Dysfunktion in der bipolaren Störung mit einem Paradigma zu untersuchen, welche beide Komponenten erfasst. Es wurde dazu ein emotionales Arbeitsgedächtnis Paradigma entwickelt, um Unterschiede zwischen akut kranken Patienten, gesunden Kontrollen und denselben Patienten im remittierten Zustand zu erfassen. Die Unterschiede sollten als Unterschiede der Reaktionszeit und Auslassungsfehler im Verhalten erfasst werden, ebenso als Unterschiede der Hirnaktivierung, gemessen mit funktionaler Nah-Infrarot Spektroskopie, und als Unterschiede in einem neurophysiologischen Korrelat, des „Late Positive Potential“ (LPP) betrachtet werden. 47 Patienten wurden rekrutiert, und eingeteilt nach dem Pol ihrer aktuellen Stimmungsepisode in schwer depressive Patienten, Patienten mit einer mittleren Depression, manische Patienten und Patienten im Mischzustand. Von den 47 akut kranken Patienten konnten 18 im remittierten Zustand wiederum gemessen werden. Anschließend wurden Gruppenunterschiede in 3 kognitiven Variablen (1-back, 2-back und 3-back) und 3 emotionalen Variablen (positiv, neutral, negativ) für Verhalten, Hirnaktivierung und Amplitudenänderung in der LPP berechnet. 
Die Ergebnisse zeigen dass akut kranke Patienten sich in ihrem Verhalten von Kontrollen unterscheiden, jedoch wurden diese Unterschiede von der Art der aktuellen Stimmungsepisode moduliert. Schwer depressive Patienten zeigten die deutlichsten Unterschiede, während manische Patienten und Patienten im Mischzustand nur in den emotionalen Variablen Unterschiede zeigten. Die Hirnaktivierungsunterschiede waren am deutlichsten zwischen Patienten mit einer mittelschweren Depression und manischen Patienten, bei schwer depressiven Patienten und Patienten im Mischzustand waren diese Unterschiede deutlich schwächer ausgeprägt. Die LPP Analysen zeigten deutliche Unterschiede nur zwischen Patienten mit Mischbild und Kontrollen, die Patienten hatten hierbei eine deutlich erhöhte LPP Amplitude. Die Untersuchung der Unterschiede zwischen remittierten Patienten und Kontrollen ergab keine signifikanten Ergebnisse, ebenso die Analysen der Unterschiede zwischen akut kranken und remittierten Patienten. Alle Ergebnisse zusammengenommen, ergibt sich folgendes Bild: Wenn die Hirnaktivierung als Korrelat eines gestörten kognitiven Systems gesehen werden kann, und die LPP als Korrelat eines gestörten Emotionsverarbeitungssystems, dann könnte für Patienten mit einer mittleren oder schweren Depression das kognitive System das Hauptproblem darstellen, während für manische Patienten und Patienten im Mischzustand das Emotionsverarbeitungssystem das dominante Problem darstellt. Wenn die Patienten dann remittieren, erhält das kognitive System eine vorübergehende Stabilität zurück, das Emotionsverarbeitungssystem jedoch bleibt dysfunktional, und ist verantwortlich für die bestehenden emotionalen und kognitiven Defizite.
KW  - Manisch-depressive Krankheit
KW  - Arbeitsgedächtnis
KW  - Gefühl
KW  - Bipolar Disorder
KW  - working memory
KW  - emotion processing
KW  - near-infrared spectroscopy
KW  - electroencephalogram
KW  - Emotion
KW  - NIR-Spektroskopie
KW  - Elektroencephalogramm
Y1  - 2018
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-97752
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Holtfrerich, Sarah K. C.
A1  - Pfister, Roland
A1  - El Gammal, Alexander T.
A1  - Bellon, Eugen
A1  - Diekhof, Esther K.
T1  - Endogenous testosterone and exogenous oxytocin influence the response to baby schema in the female brain
JF  - Scientific Reports
N2  - Nurturing behavior may be critically influenced by the interplay of different hormones. The neuropeptide oxytocin is known to promote maternal behavior and its reduction has been associated with postpartum depression risk and child neglect. Contrariwise, the observed decrease in testosterone level during early parenthood may benefit caretaking behavior, whereas increased testosterone may reduce attention to infants. Here we used functional magnetic resonance imaging to investigate the interactive influence of testosterone and oxytocin on selective attention to and neural processing of the baby schema (BS). 57 nulliparous women performed a target detection task with human faces with varying degree of BS following double-blinded placebo-controlled oxytocin administration in a between-subjects design. Our results support the idea that oxytocin enhances attention to the BS. Oxytocin had a positive effect on activation of the inferior frontal junction during identification of infant targets with a high degree of BS that were presented among adult distractors. Further, activation of the putamen was positively correlated with selective attention to the BS, but only in women with high endogenous testosterone who received oxytocin. These findings provide initial evidence for the neural mechanism by which oxytocin may counteract the negative effects of testosterone in the modulation of nurturing behavior.
KW  - attention
KW  - reward
Y1  - 2018
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-322285
VL  - 8
ER  - 
TY  - THES
A1  - Auerhammer, Nina A.
T1  - Energy Transfer and Excitonic Interactions in Conjugated Chromophore Arrangements of Bodipys and Pyrenes and Squaraines
T1  - Energie Transfer und Exzitonische Wechselwirkungen in Konjugierten Chromophor Anordnungen von Bodipys und Pyrenen und Squarainen
N2  - In this work the energy transfer and excitonic coupling in different chromophore arrangements were investigated. A difference in the coupling strength was introduced by varring the connecting unit and the spacial orientation relative to each other.
The synthesis of the 2,7-substituted pyrene compounds could be optimised and good yields of HAB 1 and HAB 2 and small amounts of HAB 2 could be achieved by cobalt-catalysed trimerisation or Diels Alder reaction in the end. Absorption and fluorescence spectra reveal strong intramolecular interactions between the pyrene molecules in the HAB 1. Excitation spectra recorded at the high and low energy fluorescence suggest the contribution of two components to the spectra. One being similar to the ground state aggregate and a second species similar to undisturbed pyrene. All these feature can be accounted to two different fluorescent states which are due to electronical decoupling in the excited state. Due to the strong intramolecular coupling already in the ground state of the molecule, no energy transfer could be studied, as the six pyrene units cannot be seen as separate spectroscopic entities between which energy could be transferred.
In the second part of this thesis dye conjugates of different size and alignment were synthesised to study the interaction of the transition-dipole moments. Therefore a systematic investigation of Sonogashira conditions was performed in order to obtain good yields of the desired compounds and keep dehalogenation at a minimum level. Nevertheless only the symmetrical triads could be purified as the asymmeric triads and pentades proved to decompose during purification.
The pyrene containing triads Py2B and Py2SQB show small interactions already in the ground state represented by red shifts of the spectra and a broadening of the bands. Nevertheless, these interactions are in the weak coupling regime and energy transfer between the constituents is possible. On the contrary in the TA spectra it is obvious that always the whole triad, at least to some extend is excited. To question if the excitation of the high energy state is deactivated by energy transfer or rather IC in a superchromophore could not be distinguished in the course of this work. At present additional time-dependent calculations of the dynamics are in progress to get a deeper understanding of the photophysical processes taking place in the triads.
The dye conjugates B2SQB-3 and (SQB)2B-4 can be assigned to the strong interaction range and hence are describable by exciton theory. The transition-dipole moments proved to be more than additive and increase for both compounds from absorption to fluorescence. This can be explained by an enhancement of the coupling in the relaxed excited state compared to the absorption into the Franck-Condon state due to a more steep potential energy surface in the excited state and hence smaller fluctuations.
In the last part of this thesis the influence of disrupting electronical communication by implementing a rigid non-conjugated bridge in a bichromophoric trans-squaraine system was tested. While the flexible linked squaraines show complex spectra due to different conformers the SQA2Anth compound is rigified and no rotation is possible. This change in flexibility is represented in the steady-state spectra where just one main absorption and fluorescence band is present due to a single allowed excitonic state. The system proves to own an excited state that is completely delocalised over the whole molecule.
N2  - Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung von Energietransfer und Exzitonenkopplung in Farbstoffen. Durch Variation der Verbrückungseinheit und der räumlichen Orientierung der Chromophore relativ zueinander konnte die Kopplungsstärke beeinflußt werden.
Die Synthese von 2,7-substituierten Pyrenverbindungen konnte optimiert werden und schließlich gelang es mittels kobalt-katalisierten Trimerisierung oder Diels Alder Reaktionen gute Ausbeuten von HAB 1 und HAB 2 sowie geringere Mengen an HAB 3 zu isolieren. Absorption- und Fluoreszenzspektren deuten auf starke Wechselwirkungen unter den Chromophoren hin, die bereits im Grundzustand deutlich werden. Anregungsspektren bei verschiedenen Wellenzahlen zeigen, dass zwei verschiedene Spezies, wovon eine den Aggregaten die im Grundzustand vorhanden sind ähneln, zu den beobachteten spektralen Eigenschaften beitragen und ein weiteres größere Ähnlichkeit mit dem Pyrenmonomer aufweist. Betrachtet man all diese Eigenschaften im Gesamten kann man schlußfolgern, dass zwei fluoreszierende Zustände für die Desaktivierung verantwortlich sind, was sich auf elektronische Entkopplung im angeregten Zustand zurückführen lässt.
Aufgrund der starken elektronischen Kopplung im Grundzustand und die Ausbildung von intramolekularen Aggregaten war es nicht möglich Energietransfer an diesem System zu studieren, da die sechs Pyreneinheiten nicht getrennt betrachtet werden können.
Im zweiten Teil dieser Arbeit wurden Farbstoffkonjugate verschiedener Größe und Anordnung synthetisiert um die Wechselwirkung der Übergangsdipolmomente zu studieren. Dazu wurde ein systematsiches Reaktionscreening der Sonogashira-Kupplung durchgeführt, um Bedingungen zu finden, unter denen sich Dehalogenierung in Grenzen hält, jedoch gute Ausbeuten der gewünschten Endprodukte erzielt werden können. Trotzdem konnten nur die symmetrischen Trimere erfolgreich isoliert, da sich herausstellte, dass sowohl die unsymmetrischen Trimere als auch die Pentamere zu instabil für eine vollständige Aufreinigung sind.
Die pyren-beinhaltenden Triaden Py2B und Py2SQB zeigen geringfügige Wechselwirkungen im Grundzustand, die sich durch eine Rotverschiebung und Verbreiterung der Absorptionsbanden zeigen. Allerding lässt sich diese Kopplung dem sehr schwachen Wechselwirkungsbereich zuordnen, sodass Energietransfer zwischen den Chromophoren möglich ist. Im Gegensatz dazu zeigt sich im TA Spektrum, dass gleichzeitig mehrere Teile der Triade angeregt sind und dass die Anregung nicht auf ein Chromophor lokalisiert ist. Die Frage, ob die Desaktivierung des angeregten Zustands durch Energietransfer oder interne Konversion in einem Superchromophor stattfindet, konnte im Zuge dieser Arbeit nicht geklärt werden. Aktuell sind zusätzliche Rechnungen (DFT) in Arbeit um ein besseres Verständnis von den ablaufenden, photophysikalischen Prozessen zu bekommen.
Die Farbstoffkonjugate B2SQB-3 und (SQB)2B-4 lassen sich dem Bereich der starken Kopplung zuordnen und können daher mit der Exzitonentheorie beschrieben werden. Die Übergangsdipolmomente zeigen ein Verhalten, dass mehr als additiv ist und nehmen von der Absorption zur Fluoreszenz zu. Das lässt sich durch eine Verstärkung der Kopplung im relaxierten angeregten Zustand in Vergleich zur Absorption in den Franck-Condon Zustand erklären. Der Grund für dieses Phänomen ist eine deutlich schmalere, steilere Energiepotentialfläche im angeregten Zustand.
Im letzten Teil dieser Arbeit wurde die elektronische Kommunikation in einem trans-Squaraindimer durch Einfügen einer nicht-konjugierten Brücke untersucht. Während die flexiblen Dimere komplexe Spektren aufgrund unterschiedlicher Konformere aufweisen, enthält SQA2Anth eine starre Brücke, die Rotationen verhindert. Diese Änderung der Flexibilität zeigt sich in den stationären Spektren durch eine Hauptabsorptions- und Fluoreszenzbande, da nur ein exzitonischer Zustand erlaubt ist. Das System weißt einen angeregten Zustand auf, der über das gesamte Molekül delokalisiert ist.
KW  - Chromophor
KW  - Energieaufnahme
KW  - Exziton
KW  - Pyrenderivate
KW  - Sonogashira-Hagihara-Reaktion
KW  - Bodipy
KW  - Hexaarylbenzene
KW  - Squaraine
KW  - Energy Transfer
KW  - Excitons
KW  - Pyrene
KW  - Sonogashira
Y1  - 2018
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-166721
ER  - 
TY  - THES
A1  - Monjezi, Razieh
T1  - Engineering of chimeric antigen receptor T cells with enhanced therapeutic index in cancer immunotherapy using non-viral gene transfer and genome editing
T1  - Entwicklung chimärer Antigenrezeptor T-Zellen mit verbessertem Therapeutischen Index in der Krebsimmuntherapie durch die Verwendung von nicht-viralen Gentransfer und Genomeditierung
N2  - The advances in genetic engineering have enabled us to confer T cells new desired functions or delete their specific undesired endogenous properties for improving their antitumor function. Due to their efficient gene delivery, viral vectors have been successfully used in T-cell engineering to provide gene transfer medicinal products for the treatment of human disease. One example is adoptive cell therapy with T cells that were genetically modified with gamma-retroviral and lentiviral (LV) delivery vectors to express a CD19-specific chimeric antigen receptor (CAR) for cancer treatment. This therapeutic approach has shown remarkable results against B-cell malignancies in pilot clinical trials. Consequently, there is a strong desire to make CAR T cell therapy scalable and globally available to patients. However, there are persistent concerns and limitations with the use of viral vectors for CAR T cell generation with regard to safety, cost and scale of vector production. In order to address these concerns, we aimed to improve non-viral gene transfer and genome editing tools as an effective, safe and broadly applicable alternative to viral delivery methods for T-cell engineering. 
In the first part of the study, we engineered CAR T cells through non-viral Sleeping Beauty (SB) transposition of CAR genes from minimalistic DNA vectors called minicircles rather than conventional SB plasmids. This novel approach dramatically increased stable gene transfer rate and cell viability and resulted in higher yield of CAR+ T cells without the need of long ex vivo expansion to generate therapeutic doses of CAR+ T cells. Importantly, CD19-CAR T cells modified by MC-based SB transposition were equally effective as LV transduced CD19-CAR T cells in vitro and in a murine xenograft model (NSG/Raji-ffLuc), where a single administration of CD8+ and CD4+ CAR T cells led to complete eradication of lymphoma and memory formation of CAR T cells after lymphoma clearance. 
To characterize the biosafety profile of the CAR T cell products, we did the most comprehensive genomic insertion site analysis performed so far in T cells modified with SB. The data showed a close-to-random integration profile of the SB transposon with a higher number of insertions in genomic safe harbors compared to LV integrants. We developed a droplet digital PCR assay that enables rapid determination of CAR copy numbers for clinical applications.
In the second part of the study, we ablated expression of PD-1, a checkpoint and negative regulator of T cell function to improve the therapeutic index of CAR T cells. This was accomplished using non-viral CRISPR/Cas9 via pre-assemble Cas9 protein and in vitro-transcribed sgRNA (Cas9 RNP). Finally, we combined our developed Cas9 RNP tool with CAR transposition from MC vectors into a single-step protocol and successfully generated PD-1 knockout CAR+ T cells. Based on the promising results achieved from antibody-mediated PD-1 blockade in the treatment of hematological and solid tumors, we are confident that PD-1 knockout CAR T cells enhance the potency of CAR T cell therapies for treatment of cancers without the side effects of antibody-based therapies.
In conclusion, we provide a novel platform for virus-free genetic engineering of CAR T cells that can be broadly applied in T-cell cancer therapy. The high level of gene transfer rate and efficient genome editing, superior safety profile as well as ease-of-handling and production of non-viral MC vectors and Cas9 RNP position our developed non-viral strategies to become preferred approaches in advanced cellular and gene-therapy.
N2  - Die Fortschritte des genetischen Engineerings erlauben uns, T-Zellen neue, erwünschte Funktionen zu verleihen oder ihnen bestimmte, unerwünschte endogenen Eigenschaften zu nehmen, um ihre Antitumorfunktion zu verbessern. Aufgrund ihrer Effizienz im Gentransport, werden virale Vektoren für das TZellengineering verwendet, um gentransferierte, medizinische Produkte zur Behandlung humaner Krankheiten herzustellen. Ein Beispiel hierfür ist die adoptive
Zelltherapie mit T-Zellen, die mit gamma-retroviralen und lentiviralen (LV) Vektoren genetisch modifiziert wurden, so dass sie einen CD19-spezifischen chimären Antigenrezeptor (CAR) exprimieren. In klinischen Pilotstudien zu B-Zellerkrankungen zeigte dieser therapeutische Ansatz bereits beachtliche Erfolge. Hieraus resultiert das Bestreben, die CAR-T-Zelltherapie für Patienten skalierbar und weltweit zugänglich zu machen. Aufgrund gesundheitlicher Risiken, finanzieller Kosten und dem Umfang der Vektorenproduktion bestehen jedoch anhaltende Bedenken und
Grenzen bezüglich der Verwendung viraler Vektoren für die Herstellung von CAR-T-Zellen. Um diese Problematiken zu umgehen, beabsichtigten wir, den nicht-viralen Gentransfer sowie genomverändernde Techniken soweit zu verbessern,
dass sie als eine effiziente, sichere und umfassend einsetzbare Alternative zum virusbasierten T-Zellengineering verwendet werden können.
Im ersten Teil dieser Arbeit stellten wir durch die Sleeping Beauty (SB) Transposition von CAR-Genen auf minimalistischen DNA Vektoren (sogenannten Minicircles) CART-Zellen her. Die Minicircles wurden anstelle von konventionellen SB Plasmiden
verwendet. Mithilfe dieser neuen Vorgehensweise wurden die Rate des stabilen Gentransfers sowie das Überleben der Zellen drastisch erhöht und führte zu einer gesteigerten Rate an CAR+ T-Zellen, ohne dass eine langwierige ex vivo Expansion zur Herstellung therapeutisch relevanter CAR-T-Zelldosen nötig wurde. CD19-CART-Zellen, die mit MC-basierter SB-Transposition modifiziert wurden, zeigten in vitro und in einem murinen Xenograftmodell (NSG/Raji-ffLuc) eine vergleichbar hohe Effizienz, wie LV-transduzierte CD19-CAR-T-Zellen. Hierbei genügte eine einzige Verabreichung von CD4+ und CD8+ CAR-T-Zellen für eine komplette Eliminierung
des Lymphoms und der anschließenden Gedächtnisbildung von CAR-T-Zellen. Um die Biosicherheit der CAR-T-Zellprodukte zu charakterisieren, führten wir die bislang umfassendste vergleichende Analyse von Genominsertionsstellen nach SB-basierter Modifikation von T-Zellen durch. Im Vergleich zur LV Integration zeigten diese Daten ein beinahe zufälliges Integrationsmuster des SB Transposons mit höheren
Integrationsraten in genomisch „sicheren Häfen“. Wir entwickelten eine Analyse basierend auf digitaler Tröpfchen-PCR, um eine rasche Ermittlung der Anzahl an CAR-Genkopien in klinischen Anwendungen zu ermöglichen.
Im zweiten Teil der Arbeit verminderten wir die Expression von PD-1, einer Prüfstelle und negativen Regulator der T-Zellfunktion, um den therapeutischen Index der CART-
Zellen zu verbessern. Dies wurde durch die Verwendung eines nicht-viralen CRISPR/Cas9, durch das Zusammensetzen von Cas9 Protein und in vitrotranskribierter sgRNA (Cas9 RNP), erzielt. Schließlich verwendeten wir unsere entwickelte Cas9 RNP-Technik in Kombination mit CAR-Transposition von MCVektoren, um PD-1-knock out, CAR-positive T-Zellen herzustellen. Da die antikörperbasierte PD-1-Blockade in der Behandlung hämatologischer und solider Tumore vielversprechende Ergebnisse zeigt, sind wir zuversichtlich, dass PD-1-knock out CAR-T-Zellen die Effizienz von CAR-T-Zelltherapien verschiedener Krebsarten verbessern können und dabei die Nebenwirkungen der antikörperbasierten Therapien umgehen.
Wir zeigen in der vorliegenden Arbeit Möglichkeiten mit virusfreien, gentechnischen Methoden CAR-T-Zellen herzustellen, die in der T-Zellkrebstherapie umfassend
Anwendung finden können. Das hohe Level der Gentransferraten und der effizienten Genomeditierung, ein zu bevorzugendes Sicherheitsprofil sowie die einfache Handhabung und Produktion nichtviraler MC-Vektoren und Cas9 RNP machen es
möglich, dass unser neuentwickelter, nichtviraler Ansatz zu einer bevorzugten Herangehensweise in der künftigen Zell- und Gentherapie werden kann.
KW  - Krebs <Medizin>
KW  - Cancer immunotherapy
KW  - Immuntherapie
KW  - T-Lymphozyt
KW  - Chimeric antigen receptor
KW  - T-cell therapy
KW  - T-cell engineering
KW  - Sleeping Beauty transposon
KW  - Non-viral genome engineering
KW  - Genome editing
KW  - CRISPR/Cas9
KW  - Krebsimmuntherapie
KW  - nicht-viraler Gentransfer
KW  - Genomeditierung
KW  - Entwicklung chimärer Antigenrezeptor T-Zellen
Y1  - 2018
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-152521
ER  - 
TY  - THES
A1  - Dietz, Daniel
T1  - Essays on Human Resource Management in view of training, retention and compensation
T1  - Studien zum Personalmanagement in Bezug auf Weiterbildung, Verbleib im Unternehmen und Vergütung
N2  - The analysis of how a general change, an economic shock and a modified institutional framework condition affect the HRM process, provide the motivation for the present dissertation. Thereby, the dissertation concentrates on certain areas of the HRM process, namely compensation, further training and retention, as well as changes and challenges that have been subject to a high degree of public interest in recent years. It consists of three essays, all self-contained and independently readable. 
The first essay investigates whether it is possible to keep employees in the establishment by offering further training measures. Therefore, this essay uses a comparison group approach and compares only training participants with those employees who had been selected by the employer to participate in training but had to cancel it for exogenous reasons. From a methodological point of view, by means of Fixed Effects and Diff GMM estimations, the essay also controls for time-variant and invariant unobserved heterogeneity as well as endogeneity of training participation. By simultaneously considering the components from the human capital theory as well as the monopsony theory, the essay shows that portability of general human capital contents and visibility of training, induced by training certificates, independently reduce the retention effect of training. The negative effect is much stronger if training is certified by external institutions and therefore credible. In addition, the effects of visibility and portability are distinct and thus also reduce the retention effect of training separately. However, the total effect of portable, visible and credible training on retention is still positive. Therefore, further training appears to be an effective measure to keep the qualified employees in the establishment.
Second, the attention is on a short-term unpredictable economic shock: Essay 2 analyses whether and to what extent the Great Recession in 2008 and 2009 has had an impact on the individual training behaviour in establishments. From a theoretical point of view, the effects of the crisis on establishments' training activities are ambiguous. On the one hand, the reduced opportunity costs of training argue more in favour of an increase in further training. On the other hand, economic theory suggests decreasing training activities in the crisis because of reduced financial resources, uncertain future prospects, and, therefore, unclear returns on training. Using Difference-in-Differences analyses, this essay avoids endogeneity problems caused by unobservable third factors. The Great Recession in 2008 and 2009 can be seen as an exogenous and time-limited shock: this quasi-experimental setting helps to reveal the causal impact of the crisis on the training intensity and the number of training measures. Results indicate that there is a direct effect of the crisis on individual training activities in 2009 and 2010. This effect is stronger for unskilled employees than for employees with higher skill levels. Furthermore, the negative effect sets in with a time lag and lasts until the year 2010 (although there is already an economic upswing). Numerous analyses are used to check additional heterogeneities in training activities for other employee groups. 
Among others, particularly the area of executive compensation was affected by the economic crisis and the ensuing regulations in institutional framework conditions. The third essay of this dissertation deals with the question whether these changes had an impact on the compensation level and structure of executive board members. The focus is on the extent to which executive compensation is converging within and between different exchange segments in Germany. Based on a sample of CEOs and non-CEOs of German DAX and MDAX establishments, the evolution of executive compensation levels and structures (i.e., fractions of base pay, short- and long-term incentives) are examined during the period from 2006 until 2012. The results of descriptive as well as multivariate Fixed Effects analyses indicate isomorphism of both, pay levels and pay structures within (intra-segment-convergence) and between (inter-segment convergence) stock exchange segments especially for CEOs. However, for the other members of the management board (non-CEOs), there is only a convergence of the compensation structure within the segments. The results do not indicate either intra- or inter-segment convergence of salary levels. 
Altogether, the three essays of this dissertation provide a selection of the current changes and challenges that HRM has to deal with. From a methodological perspective, all three essays use different applied econometric estimation strategies. In order to eliminate estimation problems caused by time-invariant and variant unobserved heterogeneity and endogeneity, Fixed Effects, Diff GMM as well as Difference-in-Differences approaches are applied. In addition, sample selection, research design as well as identification strategy attempts to avoid estimation bias. The first two essays are based on a linked-employer-employee panel data set and adopt a personnel economic perspective. The third essay uses establishment-level data and is based on institutional theory. The first essay was written in cooperation with Thomas Zwick and the third essay was written in cooperation with Nathalie Haidegger-Rieß and Robert Wagner.
N2  - Das Personalmanagement hat sich in den letzten Jahrzehnten von einer administrativen Funktion im Unternehmen hin zu einem ganzheitlich und strategisch ausgerichteten Prozess entwickelt. Dieser ist vor allem durch verschiedene Veränderungen und Herausforderungen induziert – beispielsweise den demographischen Wandel, die Globalisierung oder den Prozess der Individualisierung. Neben diesen generellen Trends haben in den letzten Jahren aber auch wirtschaftliche Schwankungen und Schocks sowie sich ändernde institutionelle bzw. rechtliche Rahmenbedingungen auf den gesamten Personalprozess Einfluss genommen. Die vorliegende Dissertation greift nach einer kurzen Einleitung drei Bereiche des Personalprozesses – Weiterbildung, Mitarbeiterbindung und Entlohnung – auf und untersucht, welche Auswirkungen kurz- und langfristige Veränderungen auf diese haben. 
Der drohende Fachkräftemangel macht es für Unternehmen umso wichtiger, verfügbare Personalressourcen langfristig an das Unternehmen zu binden. Der erste Aufsatz dieser Dissertation analysiert, inwiefern sich das Angebot von Weiterbildungsmaßnahmen auf den Verbleib von Mitarbeitern im Unternehmen auswirkt. Auf Basis der Humankapital- sowie Monopson-Theorie werden Hypothesen gebildet, die die Bindungswirkung von Trainingsmaßnahmen im Hinblick auf deren Übertragbarkeit, Sichtbarkeit und Glaubwürdigkeit unterscheiden. Mit Hilfe verknüpfter Betriebs- und Personendaten können umfangreiche Aspekte der Mitarbeiterbindung berücksichtigt werden. Das verwendete Forschungsdesign sowie die eingesetzten Schätztechniken ermöglichen zudem, für den Selektionseffekt von Weiterbildung sowie unbeobachtete Heterogenität zu kontrollieren. Die Ergebnisse zeigen, dass die Teilnahme an Weiterbildungsmaßnahmen den Verbleib von Mitarbeitern im Unternehmen erhöht. Dieser positive Effekt sinkt jedoch, wenn die Trainingsinhalte allgemeines Humankapital fördern – und somit gut auf andere Unternehmen übertragbar sind – sowie durch Weiterbildungszertifikate eine erhöhte Sichtbarkeit der Trainingsinhalte vorliegt. Der negative Effekt auf die Bindungswirkung verstärkt sich, wenn das Training von einer externen, unabhängigen Institution durchgeführt und das Zertifikat dieser Maßnahme von dieser Institution ausgestellt wird. 
Neben langfristigen Herausforderungen ist das Personalmanagement außerdem mit kurzfristigen und unvorhersehbaren Veränderungen konfrontiert, beispielsweise durch wirtschaftliche Schocks. In diesem Zusammenhang stellt sich die Frage, ob Unternehmen auch in solchen Zeiten Maßnahmen zur Mitarbeiterbindung einsetzen und wie sie dabei vorgehen. Der zweite Aufsatz in dieser Dissertation analysiert ebenfalls auf Basis der verknüpften Betriebs- und Personendaten, ob und inwieweit sich die Wirtschaftskrise der Jahre 2008 und 2009 auf das Weiterbildungsverhalten bestimmter Mitarbeitergruppen in Unternehmen ausgewirkt hat. Auf Basis eines quasi-experimentellen Forschungsdesigns (Diff-in-Diff) wird dabei der kausale Effekt dieses exogenen wirtschaftlichen Schocks auf die individuelle Weiterbildungsteilnahme eruiert. Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Krise negativ auf die Weiterbildungsteilnahme auswirkt. Dieser Effekt ist bei ungelernten Mitarbeitern stärker ausgeprägt, als bei Mitarbeitern mit höherem Qualifikationsniveau. Der negative Effekt auf die Weiterbildung setzt mit zeitlicher Verzögerung im Jahr 2009 ein und dauert schließlich bis zum Jahr 2010, obwohl es zu diesem Zeitpunkt bereits einen wirtschaftlichen Aufschwung gibt. 
Darüber hinaus widmet sich diese Dissertation den Veränderungen innerhalb der rechtlichen und institutionellen Rahmenbedingungen des Personalmanagements. Diese waren in den letzten Jahren vor allem im Bereich der Vorstandsvergütung in Aktienunternehmen vorzufinden. Der dritte Aufsatz untersucht, inwiefern es in einem Umfeld, geprägt durch Veränderungen, zu einer Annäherung der Vorstandsvergütung innerhalb und zwischen unterschiedlichen Börsensegmenten (DAX und MDAX) kommt. Basierend auf der Annahme eines von der Institutionentheorie proklamierten isomorphen Organisationswandels werden Hypothesen hergeleitet, die mit Hilfe von deskriptiven und multivariaten Analysen überprüft werden. Die unter Einsatz eines umfangreichen Datensatzes zur Vorstandsvergütung gewonnenen Ergebnisse zeigen, dass sich die Gehaltsniveaus und -strukturen sowohl innerhalb als auch zwischen Börsensegmenten annähern. Diese Intra- und Inter-Segment-Konvergenzen werden vor allem bei der Vergütung von Vorstandsvorsitzenden deutlich. Bei der Entlohnung der anderen Mitglieder des Vorstands zeigt sich eine Angleichung der Gehaltsstruktur lediglich innerhalb der Segmente. 
Insgesamt betrachtet diese Dissertation mit den drei vorgestellten Aufsätzen unterschiedliche Aspekte des Personalmanagements und analysiert, inwiefern verschiedene Personalprozesse auf die institutionellen und allgemeinen Veränderungen reagieren. Während die ersten beiden Aufsätze eher eine personalökonomische Perspektive einnehmen, bezieht sich das dritte Papier auf einen institutionentheoretischen Ansatz. Die einzelnen Aufsätze sind in sich abgeschlossen und können unabhängig voneinander gelesen werden. Der erste Aufsatz ist in Zusammenarbeit mit Thomas Zwick und der dritte Aufsatz durch eine Kooperation mit Nathalie Haidegger-Rieß sowie Robert Wagner entstanden.
KW  - Human Resource Management <Humanvermögen> <Personalentwicklung>
KW  - Employment
KW  - Labor Mobility
KW  - Executive Compensation
KW  - Training
KW  - Finanzkrise
KW  - Vergütung
Y1  - 2018
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-161969
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TY  - THES
A1  - Köllner, Sebastian
T1  - Essays on trade, inequality, and redistribution
T1  - Aufsätze zu Handel, Ungleichheit und Umverteilung
N2  - Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich mit den Auswirkungen der Globalisierung auf den Arbeitsmarkt sowie der Analyse der Determinanten staatlicher Umverteilung. Im Mittelpunkt steht dabei die empirische Auseinandersetzung mit diesen beiden Aspekten. Die in den letzten Jahrzehnten zu beobachtende Öffnung der Märkte und die damit einhergehende steigende internationale Verflechtung wird in der Literatur neben dem technischen Fortschritt als Haupttreiber der wirtschaftlichen Entwicklung gesehen. In letzter Zeit jedoch ist die Globalisierung zunehmend in den Ruf geraten, verstärkt negative Konsequenzen mit sich zu bringen, z.B. in Form höherer Ungleichheit bzw. einer höheren Volatilität der Beschäftigung.

Das zweite Kapitel untersucht den Einfluss der zunehmenden Importpenetration (in Form steigender importierter Vorprodukte) auf die Beschäftigung im verarbeitenden Gewerbe in 12 OECD-Staaten. Die Ergebnisse deuten auf einen insgesamt leicht positiven Beschäftigungseffekt der zunehmenden internationalen Verflechtung, wobei auf eine Vielzahl an zusätzlichen Einflusskanälen, verschiedene Modellspezifikationen sowie unterschiedliche Maße der Importpenetration kontrolliert wird. In Abhängigkeit vom Ursprungsland der importierten Vorprodukte differieren die Arbeitsmarkteffekte jedoch deutlich. Während Importe aus den alten EU-Mitgliedsstaaten komplementär zur Industriebeschäftigung in den beobachteten OECD-Ländern wirken, kann eine substitutive Beziehung für importierte Vorprodukte aus China und den neuen EU-Mitgliedsstaaten beobachtet werden. Die Resultate unterscheiden sich für die einzelnen Volkswirtschaften zum Teil spürbar. Darüber hinaus wird deutlich, dass die hierarchische Struktur der Daten nur eine untergeordnete Rolle spielt, während die Berücksichtigung von Endogenitätsproblemen die Ergebnisse unberührt lässt. 

Die ambivalenten Folgen der Globalisierung auf die Beschäftigung verstärken die Nachfrage nach dem Sozialstaat. Das folgende Kapitel analysiert daher die Bestimmungsgründe staatlicher Umverteilung für ein breites Ländersample. Dabei geht es um die Frage, an welchen Faktoren sich staatliche Entscheidungsträger orientieren, wenn sie umverteilende Maßnahmen durchführen. Die Meltzer-Richard-Hypothese kann empirisch bestätigt werden, wobei der Einfluss abhängig vom Entwicklungsstand der Länder ist. In reichen Nationen mit ausgeprägten politischen Rechten ist der Zusammenhang zwischen Ungleichheit und Umverteilung sehr robust, wohingegen dies für ärmere Länder mit weniger entwickelten politischen Rechten in weitaus geringerem Maße gilt. Darüber hinaus ist auch die Form der Einkommensverteilung entscheidend für die Höhe der staatlichen Umverteilung. Während die Mittelschicht ein Mehr an Umverteilungsmaßnahmen befürwortet, üben Top-Einkommensbezieher ebenfalls einen signifikanten, jedoch negativen Einfluss auf die Höhe der staatlichen Umverteilung aus. Niedrigeinkommensbezieher als eigentliche Hauptprofiteure von Umverteilungsmaßnahmen spielen hingegen keine zentrale Rolle im Entscheidungskalkül der Politiker.  Die Ergebnisse weisen zudem darauf hin, dass die Höhe der gefühlten Ungleichheit der Individuen für die Nachfrage nach Umverteilung wichtiger ist als die tatsächliche Höhe der Ungleichheit.

Im nächsten Kapitel wird der im vorangegangenen Kapitel aufgestellte Untersuchungsrahmen um kulturelle Aspekte erweitert. Hintergrund ist der in den letzten Jahren zu beobachtende Anstieg von Migrationsströmen und dessen mögliche Auswirkungen auf die Sozialstaaten in den Aufnahmeländern. Dieses Kapitel analysiert die Auswirkungen von Kultur und ethnischer, religiöser sowie kultureller Diversität auf die Höhe der staatlichen Umverteilung für ein breites Ländersample. Ausgangspunkt für die Messung von Kultur sind die Kulturdimensionen nach Hofstede, die um zusätzliche kulturelle Indikatoren sowie verschiedene Maße von Diversität erweitert werden. Um kulturelle Charakteristika von institutionellen Gegebenheiten zu trennen, werden sowohl regionale als auch externe Instrumente verwendet. Die Ergebnisse deuten auf einen ambivalenten Einfluss von Kultur auf die Höhe staatlicher Umverteilung. Während in Ländern mit einem hohen Maß an Individualismus und gegenseitigem Vertrauen sowie geringen familiären Bindungen mehr umverteilt wird, kann das Gegenteil für Länder mit hoher Machtdistanz und der Vorstellung, dass persönlicher Erfolg das Ergebnis harter Arbeit ist, beobachtet werden. Die empirischen Befunde weisen zudem auf einen negativen, jedoch nicht-linearen Zusammenhang zwischen Umverteilung und Diversität.
N2  - This dissertation is concerned with the empirical investigation of the link between globalization and labor market outcomes as well as the determinants of governmental redistribution, with a special focus on the effects of culture and diversity on the welfare state. In recent years, globalization has been criticized for adverse structural effects, e.g. increasing employment volatility and higher inequality.

Following the introduction, the second chapter investigates the relationship between growing import penetration and manufacturing employment growth in 12 OECD countries between 1995 and 2011, accounting for various model specifications, different measures of import penetration, and alternative estimation strategies. The application of the latest version of the World Input-Output Database (WIOD), which has only recently become available, enables measurement of the effect of increases in imported intermediates according to their country of origin. The findings emphasize a weak positive overall impact of growing trade on manufacturing employment. However, while intermediate inputs from China and the new EU members are substitutes for manufacturing employment in highly developed countries, imports from the EU-27 complement domestic manufacturing production. The three-level mixed model utilized implies that the hierarchical structure of the data plays only a minor role, and controlling for endogeneity leaves the results unchanged.

The findings point to ambiguous effects of globalization on labor market outcomes which increase the demand for equalizing public policies. Accordingly, the following chapter examines the relationship between income inequality and redistribution, accounting for the shape of the income distribution, different development levels, and subjective perceptions. Cross-national inequality datasets that have become available only recently allow for the assessment of the link for various sample compositions and several model specifications. The empirical results confirm the Meltzer-Richard hypothesis, but suggest that the relationship between market inequality and redistribution is even stronger when using perceived inequality measures. The findings emphasize a decisive role of the middle class, while also identifying a negative impact of top incomes. The Meltzer-Richard effect is less pronounced in developing economies with less sophisticated political rights, illustrating that it is the political channel through which higher inequality translates into more redistribution.

Chapter (4) extends the framework developed in the preceding chapter by studying the effects of culture and diversity on governmental redistribution for a large sample of countries. To disentangle culture from institutions, the analysis employs regional instruments as well as data on linguistic differences, the frequency of blood types, and the prevalence of the pathogen Toxoplasma Gondii. Redistribution is higher in countries with (1) loose family ties and individualistic attitudes, (2) a high prevalence of trust and tolerance, (3) low acceptance of unequally distributed power and obedience, and (4) a prevalent belief that success is the result of luck and connections. Apart from their direct effects, these traits also exert an indirect impact by influencing the transmission of inequality to redistribution. Finally, the findings indicate that redistribution and diversity in terms of culture, ethnic groups, and religion stand in a non-linear relationship, where moderate levels of diversity impede redistribution and higher levels offset the generally negative effect.
KW  - Globalisierung
KW  - Arbeitsmarkt
KW  - Verteilungspolitik
KW  - Importwettbewerb
KW  - Kultur
KW  - Umverteilung
KW  - Ungleichheit
KW  - Sozialstaat
Y1  - 2018
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-152471
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