TY - JOUR A1 - Liu, Siyuan A1 - Légaré, Marc-André A1 - Seufert, Jens A1 - Prieschl, Dominic A1 - Rempel, Anna A1 - Englert, Lukas A1 - Dellermann, Theresa A1 - Paprocki, Valerie A1 - Stoy, Andreas A1 - Braunschweig, Holger T1 - 2,2′-Bipyridyl as a Redox-Active Borylene Abstraction Agent JF - Inorganic Chemistry N2 - 2,2′-Bipyridyl is shown to spontaneously abstract a borylene fragment (R–B:) from various hypovalent boron compounds. This process is a redox reaction in which the bipyridine is reduced and becomes a dianionic substituent bound to boron through its two nitrogen atoms. Various transition metal–borylene complexes and diboranes, as a well as a diborene, take part in this reaction. In the latter case, our results show an intriguing example of the homolytic cleavage of a B═B double bond. KW - Borylene KW - Heterocycles KW - Boron KW - Main-group chemistry Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-215595 N1 - This document is the unedited Author’s version of a Submitted Work that was subsequently accepted for publication in Inorganic Chemistry, copyright © American Chemical Society after peer review. To access the final edited and published work see https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.0c01383. VL - 59 IS - 15 ER - TY - THES A1 - Hacker, Dorothee T1 - Prospektiv randomisierte Untersuchungen zum klinischen Outcome nach Knierevisionen mit den Endoprothesen „EnduRo“ im Vergleich zur Prothese „Endo-Modell“ T1 - Clinical Outcome of two rotating hinge prostheses designs in revision total knee arthroplasty – a prospective randomized study N2 - Aufgrund des demographischen Wandels mit einer zunehmend älter werdenden Bevölkerung ist die Zahl der Knieprothesen und vor allem auch der Revisionsoperationen in den letzten Jahren deutlich gestiegen. Mit ebenfalls zunehmendem medizinischem Anspruch wurden die bestehenden Prothesenmodelle stetig weiter entwickelt. Ziel der vorliegenden Studie war es, in einer prospektiv angelegten einfach verblindeten Studie zwei verschiedene Rotating-Hinge-Revisionsprothesen unterschiedlicher Hersteller miteinander zu vergleichen und sie auf ihr klinisches Outcome zu überprüfen. Von Juni 2012 bis Mai 2013 wurden insgesamt 25 Patienten in die Studie aufgenommen und dann bis zu 12 Monate nach erfolgter Revisionsoperation nachuntersucht. Die Zuteilung der Prothesenarten erfolgte randomisiert, sodass 13 Patienten die Prothese „EnduRo“ und 12 Patienten die Prothese „Endo-Modell“ erhielten. Als Vergleichswerte wurden klinische Scores herangezogen. In der Untersuchung zeigten beiden Vergleichsgruppen insgesamt eine deutliche Schmerzreduktion sowie eine Funktionsverbesserungen in allen erhobenen Scores. Zwar erreichten die Patienten der Gruppe „Endo-Modell“ etwas höhere Punktwerte, jedoch waren die Unterschiede im Vergleich zur Patientengruppe „EnduRo“ im durchgeführten Zweistichproben-T-Test nicht statistisch signifikant. N2 - The number of revision surgerys of the knee is increasing due to demographic change and higher life expectancy. Therefore the development and constant improvement of prosthesis design is essential. Aim of this study was to compare the clinical outcome of two rotating hinge prostheses (EnduRo and Endo-Model). Twentyfive patients with the indication for a total knee arthroplasty replacement because of ligament instability were prospectively randomised to either the Link Endo-Model (n = 12) or the EnduRo (n = 13). Clinical Scores (American Knee Society Score, Oxford Knee Score, Visual Analog Scale and SF-36) were evaluated pre-operatively and up to twelve months postoperatively. Although both prostheses models showed significant improvements as well in function scores as in pain reduction there was a slight advantage in favor of the Endo-Model. KW - Kniegelenk KW - Kniegelenkprothese KW - Vergleichsstudie KW - Total knee arthroplasty KW - Link Endo-Model KW - EnduRo KW - Knievrevision Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-215658 ER - TY - THES A1 - Hofmann, Jan T1 - Deep Reinforcement Learning for Configuration of Time-Sensitive-Networking T1 - Deep Reinforcement Learning zur Konfiguration von Time-Sensitive-Networking N2 - Reliable, deterministic real-time communication is fundamental to most industrial systems today. In many other domains Ethernet has become the most common platform for communication networks, but has been unsuitable to satisfy the requirements of industrial networks for a long time. This has changed with the introduction of Time-Sensitive-Networking (TSN), a set of standards utilizing Ethernet to implement deterministic real-time networks. This makes Ethernet a viable alternative to the expensive fieldbus systems commonly used in industrial environments. However, TSN is not a silver bullet. Industrial networks are a complex and highly dynamic environment and the configuration of TSN, especially with respect to latency, is a challenging but crucial task. Various approaches have been pursued for the configuration of TSN in dynamic industrial environments. Optimization techniques like Linear Programming (LP) are able to determine an optimal configuration for a given network, but the time consumption exponentially increases with the complexity of the environment. Machine Learning (ML) has become widely popular in the last years and is able to approximate a near-optimal TSN configuration for networks of different complexity. Yet, ML models are usually trained in a supervised manner which requires large amounts of data that have to be generated for the specific environment. Therefore, supervised methods are not scalable and do not adapt to changing dynamics of the network environment. To address these issues, this work proposes a Deep Reinforcement Learning (DRL) approach to the configuration of TSN in industrial networks. DRL combines two different disciplines, Deep Learning (DL) and Reinforcement Learning (RL), and has gained considerable traction in the last years due to breakthroughs in various domains. RL is supposed to autonomously learn a challenging task like the configuration of TSN without requiring any training data. The addition of DL allows to apply well-studied RL methods to a complex environment such as dynamic industrial networks. There are two major contributions made in this work. In the first step, an interactive environment is proposed which allows for the simulation and configuration of industrial networks using basic TSN mechanisms. The environment provides an interface that allows to apply various DRL methods to the problem of TSN configuration. The second contribution of this work is an in-depth study on the application of two fundamentally different DRL methods to the proposed environment. Both methods are evaluated on networks of different complexity and the results are compared to the ground truth and to the results of two supervised ML approaches. Ultimately, this work investigates if DRL can adapt to changing dynamics of the environment in a more scalable manner than supervised methods. N2 - Zuverlässige Echtzeitnetzwerke spielen eine zentrale Rolle im heutigen industriellen Umfeld. Während sich in anderen Anwendungsbereichen Ethernet als Technik für Kommunikationsnetze durchsetzen konnte, basiert industrielle Kommunikation bis heute häufig noch auf teuren Feldbus-Systemen. Mit der Einführung von Time-Sensitive-Networking (TSN) wurde Ethernet schließlich um eine Reihe von Standards erweitert, die die hohen Anforderungen an Echtzeitkommunikation erfüllen und Ethernet damit auch im industriellen Umfeld etablieren sollen. Doch für eine zuverlässige Kommunikation, besonders im Hinblick auf die Übertragungsverzögerung von Datenpaketen (Latenz), ist die richtige Konfiguration von TSN entscheidend. Dynamische Netzwerke zu konfigurieren ist ein Optimierungsproblem, das verschiedene Herausforderungen birgt. Verfahren wie die lineare Optimierung liefern zwar optimale Ergebnisse, jedoch steigt der Zeitaufwand exponentiell mit der Größe der Netzwerke. Moderne Lösungsansätze wie Machine Learning (ML) können sich einer optimalen Lösung annähern, benötigen jedoch üblicherweise große Datenmengen, auf denen sie trainiert werden (Supervised Learning). Diese Arbeit untersucht die Anwendung von Deep Reinforcement Learning (DRL) zur Konfiguration von TSN. DRL kombiniert Reinforcement Learning (RL), also das selbstständige Lernen ausschließlich durch Interaktion, mit dem Deep Learning (DL), dem Lernen mittels tiefer neuronaler Netze. Die Arbeit beschreibt, wie sich eine Umgebung für DRL zur Simulation und Konfiguration von industriellen Netzwerken implementieren lässt, und untersucht die Anwendung zweier unterschiedlicher Ansätze von DRL auf das Problem der TSN-Konfiguration. Beide Methoden wurden anhand von zwei unterschiedlich komplexen Datensätzen ausgewertet und die Ergebnisse sowohl mit den zeitaufwändig generierten Optimallösungen als auch mit den Ergebnissen zweier Supervised Learning-Ansätze verglichen. Es konnte gezeigt werden, dass DRL optimale Ergebnisse auf kleinen Netzwerken erzielen kann und insgesamt in der Lage ist, Supervised Learning bei der Konfiguration von TSN zu übertreffen. Weiterhin konnte in der Arbeit demonstriert werden, dass sich DRL schnell an fundamentale Veränderungen der Umgebung anpassen kann, was mit Supervised Learning nur durch deutlichen Mehraufwand möglich ist. KW - Reinforcement Learning KW - Time-Sensitive Networking KW - Deep Reinforcement Learning KW - Time-Sensitive-Networking KW - Real-Time-Networks KW - Bestärkendes Lernen KW - Echtzeit-Netzwerke Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-215953 ER - TY - JOUR A1 - Rauschenberger, Vera A1 - von Wardenburg, Niels A1 - Schaefer, Natascha A1 - Ogino, Kazutoyo A1 - Hirata, Hiromi A1 - Lillesaar, Christina A1 - Kluck, Christoph J. A1 - Meinck, Hans‐Michael A1 - Borrmann, Marc A1 - Weishaupt, Andreas A1 - Doppler, Kathrin A1 - Wickel, Jonathan A1 - Geis, Christian A1 - Sommer, Claudia A1 - Villmann, Carmen T1 - Glycine Receptor Autoantibodies Impair Receptor Function and Induce Motor Dysfunction JF - Annals of Neurology N2 - Objective Impairment of glycinergic neurotransmission leads to complex movement and behavioral disorders. Patients harboring glycine receptor autoantibodies suffer from stiff‐person syndrome or its severe variant progressive encephalomyelitis with rigidity and myoclonus. Enhanced receptor internalization was proposed as the common molecular mechanism upon autoantibody binding. Although functional impairment of glycine receptors following autoantibody binding has recently been investigated, it is still incompletely understood. Methods A cell‐based assay was used for positive sample evaluation. Glycine receptor function was assessed by electrophysiological recordings and radioligand binding assays. The in vivo passive transfer of patient autoantibodies was done using the zebrafish animal model. Results Glycine receptor function as assessed by glycine dose–response curves showed significantly decreased glycine potency in the presence of patient sera. Upon binding of autoantibodies from 2 patients, a decreased fraction of desensitized receptors was observed, whereas closing of the ion channel remained fast. The glycine receptor N‐terminal residues \(^{29}\)A to \(^{62}\)G were mapped as a common epitope of glycine receptor autoantibodies. An in vivo transfer into the zebrafish animal model generated a phenotype with disturbed escape behavior accompanied by a reduced number of glycine receptor clusters in the spinal cord of affected animals. Interpretation Autoantibodies against the extracellular domain mediate alterations of glycine receptor physiology. Moreover, our in vivo data demonstrate that the autoantibodies are a direct cause of the disease, because the transfer of human glycine receptor autoantibodies to zebrafish larvae generated impaired escape behavior in the animal model compatible with abnormal startle response in stiff‐person syndrome or progressive encephalitis with rigidity and myoclonus patients. KW - glycine receptor autoantibodies KW - behavioral disorders KW - neurology Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-216005 VL - 88 IS - 3 SP - 544 EP - 561 ER - TY - JOUR T1 - einBlick - Ausgabe 40 – 10. November 2020 N2 - Nachrichten aus der Julius-Maximilians-Universität Würzburg KW - Universität KW - Würzburg KW - University KW - Wuerzburg KW - Wurzburg Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-221771 UR - https://www.uni-wuerzburg.de/aktuelles/einblick/ VL - 40/2020 ER - TY - JOUR A1 - Weissenberger, M. A1 - Weissenberger, M. H. A1 - Gilbert, F. A1 - Groll, J. A1 - Evans, C. H. A1 - Steinert, A. F. T1 - Reduced hypertrophy in vitro after chondrogenic differentiation of adult human mesenchymal stem cells following adenoviral SOX9 gene delivery JF - BMC Musculoskeletal Disorders N2 - Background Mesenchymal stem cell (MSC) based-treatments of cartilage injury are promising but impaired by high levels of hypertrophy after chondrogenic induction with several bone morphogenetic protein superfamily members (BMPs). As an alternative, this study investigates the chondrogenic induction of MSCs via adenoviral gene-delivery of the transcription factor SOX9 alone or in combination with other inducers, and comparatively explores the levels of hypertrophy and end stage differentiation in a pellet culture system in vitro. Methods First generation adenoviral vectors encoding SOX9, TGFB1 or IGF1 were used alone or in combination to transduce human bone marrow-derived MSCs at 5 x 10\(^2\) infectious particles/cell. Thereafter cells were placed in aggregates and maintained for three weeks in chondrogenic medium. Transgene expression was determined at the protein level (ELISA/Western blot), and aggregates were analysed histologically, immunohistochemically, biochemically and by RT-PCR for chondrogenesis and hypertrophy. Results SOX9 cDNA was superior to that encoding TGFB1, the typical gold standard, as an inducer of chondrogenesis in primary MSCs as evidenced by improved lacuna formation, proteoglycan and collagen type II staining, increased levels of GAG synthesis, and expression of mRNAs associated with chondrogenesis. Moreover, SOX9 modified aggregates showed a markedly lower tendency to progress towards hypertrophy, as judged by expression of the hypertrophy markers alkaline phosphatase, and collagen type X at the mRNA and protein levels. Conclusion Adenoviral SOX9 gene transfer induces chondrogenic differentiation of human primary MSCs in pellet culture more effectively than TGFB1 gene transfer with lower levels of chondrocyte hypertrophy after 3 weeks of in vitro culture. Such technology might enable the formation of more stable hyaline cartilage repair tissues in vivo. KW - Mesenchymal stem cell KW - Cartilage KW - SOX9 KW - Gene therapy KW - Chondrogenesis KW - Hypertrophy KW - Adenovirus KW - Bone marrow Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-229232 VL - 20 ER - TY - JOUR T1 - einBlick - Ausgabe 07 – 23. Februar 2021 N2 - Nachrichten aus der Julius-Maximilians-Universität Würzburg KW - Universität KW - Würzburg KW - University KW - Wuerzburg KW - Wurzburg Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-227220 UR - https://www.uni-wuerzburg.de/aktuelles/einblick/ VL - 07/2021 ER - TY - THES A1 - Volz, Julia T1 - Studies on the influence of platelets on vascular integrity in primary tumors and the role of BIN2 in platelet calcium signaling T1 - Studien zum Einfluss von Thrombozyten auf die Gefäßintegrität im Primärtumor und zur Rolle von BIN2 im Calcium-Signalweg von Thrombozyten N2 - Maintenance of tumor vasculature integrity is indispensable for tumor growth and thus affects tumor progression. Previous studies have identified platelets as major regulators of tumor vascular integrity, as their depletion selectively renders tumor vessels highly permeable, causing massive intratumoral hemorrhage. While these results establish platelets as potential targets for anti-tumor therapy, depletion is not a treatment option due to the essential role of platelets for hemostasis. This thesis demonstrates for the first time that functional inhibition of glycoprotein (GP) VI on the platelet surface rapidly induces tumor hemorrhage and diminishes tumor growth similar to complete platelet depletion but without inducing systemic bleeding complications. Both, the intratumoral bleeding and tumor growth arrest could be reverted by depletion of Ly6G+ cells confirming them to be responsible for the induction of bleeding and necrosis within the tumor. In addition, GPVI inhibition increased intra-tumoral accumulation of co-administered chemotherapeutic agents, thereby resulting in a profound anti-tumor effect. In summary, this thesis manifests platelet GPVI as a key regulator of vascular integrity specifically in growing tumors, serving as a potential basis for the development of anti-tumor strategies. In the second part of this thesis, light is shed on the modulating role of bridging integrator 2 (BIN2) in platelet Ca2+ signaling. Stromal interaction molecule 1 (STIM1) mediated store-operated calcium entry (SOCE) is the major route of Ca2+ influx in platelets, triggered by inositol trisphosphate receptor (IP3R)-dependent Ca2+ store release. In this thesis, the BAR domain superfamily member BIN2 was identified as the first Ca2+ signaling modulator, interacting with both, STIM1 and IP3R in platelets. Deletion of BIN2 resulted in reduced Ca2+ store release and Ca2+ influx in response to all tested platelet agonists. These defects were a consequence of impaired IP3R function in combination with defective STIM1-mediated SOC channel activation, while Ca2+ store content and agonist-induced IP3 production were unaltered. These results establish BIN2 as a central regulator of platelet Ca2+ signaling. The third part of this thesis focuses on the effect of the soluble neuronal guidance protein Sema7A on platelet function. Rosenberger et al. discovered that Sema7A cleavage from red blood cells increases the formation of platelet-neutrophil complexes, thereby reinforcing thrombo-inflammation in myocardial ischemia-reperfusion injury (MIRI). This thesis establishes soluble Sema7A as a stimulator of platelet thrombus formation via its interaction with platelet GPIbα, thereby reinforcing PNC formation. Thus, interfering with the GPIb-Sema7A interaction during MIRI represents a potential strategy to reduce cardiac damage and improve clinical outcome following MI. N2 - Die Aufrechterhaltung einer intakten Gefäßstruktur im Primärtumor ist unerlässlich für dessen Wachstum und beeinflusst dadurch die Tumorentwicklung. Es wurde bereits gezeigt, dass Thrombozyten bei diesem Prozess eine große Rolle spielen, da ihre experimentelle Depletion in Mäusen zu extrem durchlässigen Gefäßen und in Folge dessen zu starken Blutungen im Tumor führt. Diese Ergebnisse machen Thrombozyten zu potentiellen Angriffspunkten in der Krebstherapie, eine komplette Depletion ist dabei jedoch auf Grund ihrer essentiellen Funktion bei der Hämostase nicht denkbar. In dieser Thesis wurde zum ersten Mal gezeigt, dass auch die Blockade des Glykoproteins (GP) VI auf der Thrombozytenoberfläche zu vergleichbaren Blutungen im Tumor und zur Hemmung des Tumorwachstums führt, ohne jedoch das generelle Blutungsrisiko zu beeinflussen. Die durch die GPVI Blockade induzierten Effekte können durch eine gleichzeitige Depletion von Ly6G+ Zellen verhindert werden, was zeigt, dass dieser Zelltyp ursächlich an der Entstehung der Blutung beteiligt ist. Des Weiteren führt die Blockade von GPVI in Kombination mit einem Chemotherapeutikum zu einer Erhöhung dessen Konzentration im Tumorgewebe und damit zu einer verstärkten antitumoralen Wirkung. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass GPVI ein wichtiger Regulator der Gefäßintegrität im wachsenden Tumor ist, was als Grundlage für die Entwicklung von Krebstherapien genutzt werden könnte. Im zweiten Teil dieser Thesis wurde die Rolle des bridging integrator 2 (BIN2) im Ca2+ Signalweg von Thrombozyten untersucht. Der STIM1 abhängige „store operated calcium entry“ (SOCE) vermittelt den größten Ca2+-Einstrom in Thrombozyten. SOCE wird durch den inositol trisphosphate receptor (IP3R)-abhängigen Ca2+ Ausstrom aus dem zelleigenen Ca2+ Reservoir aktiviert. In dieser Thesis wurde BIN2 als erstes Adapterprotein im Ca2+ Signalweg von Thrombozyten identifiziert, das sowohl mit STIM1 als auch mit IP3R interagiert. Das Fehlen von BIN2 führt zu einer Reduktion des Ca2+ Ausstroms aus dem zelleigenen Ca2+ Reservoir und eine Verminderung des Einstroms von extrazellulärem Ca2+. Diesen Defekten liegen die Beeinträchtigungen der Funktion sowohl des IP3R als auch von STIM1 zugrunde, während die Ca2+ Menge im Reservoir und die Agonisten-induzierte IP3 Produktion unverändert bleiben. Zusammenfassend konnte BIN2 als zentrales Molekül im Ca2+ Signalweg von Thrombozyten etabliert werden. Der dritte Teil der Thesis befasst sich mit dem Effekt des löslichen „neuronal guidance protein“ Sema7A auf Thrombozyten. Die Arbeitsgruppe um Prof. Rosenberger konnte bereits zeigen, dass das von Erythrozyten abgespaltene Sema7A die Bildung von Komplexen aus Thrombozyten und Neutrophilen (PNC) fördert und damit die Thrombo-Inflammation während Zusammenfassung III des Ischämie/Reperfusionsschadens des Myokards (MIRI) begünstigt. In dieser Thesis konnte gezeigt werden, dass die Interaktion des löslichen Sema7A mit GPIbα auf der Thrombozytenoberfläche die Thrombenbildung fördert und über diesen Mechanismus auch die PNC Bildung und somit Thrombo-Inflammation verstärkt. Aufgrund dessen stellt der Eingriff in die GPIbα-Sema7a Interaktion eine potentielle Strategie dar, den Gewebeschaden während des MIRI zu reduzieren und damit den Schaden nach einem Myokardinfarkt einzugrenzen. KW - Thrombozyt KW - Primärtumor KW - Maus KW - GPVI KW - Vaskuläre Integrität KW - Calcium signalling KW - BIN2 Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-217427 ER - TY - THES A1 - Swalve, Enno T1 - Wirksamkeit von niedrig dosierter Tranexamsäure bei Implantation von Knie - Endo - Prothesen T1 - Efficacy of Low Dose Tranexamic Acid in Implantation of Knee - Endo - Prostheses N2 - Eine retrospektive Studie anhand von Patientenunterlagen zum Blutverlust, Transfusionshäufigkeit und postoperativen Komplikationen bei Knie-Endo-Prothesen mit systemischer Gabe von 500 mg Tranexamsäure kurz vor Eröffnung der Blutleere! 229 Patienten in der Studiengruppe, von denen 9 eine erlaubte Wiederholungsdosis erhalten hatten, wurden verglichen mit 231 Patienten, die keine Tranexamsäure erhalten hatten. 3 Patienten der Studiengruppe gegenüber 14 Patienten der Kontrollgruppe benötigten eine Bluttransfusion. In der Studiengruppe war der niedrigste postoperative Hb bei 71,2% der Patienten 10 g/dl oder höher. In der Kontrollgruppe war es nur bei 49,4% der Patienten der Fall. Durch die Gabe von Tranexamsäure konnte der durchschnittliche, berechnete Blutverlust bei Männern von etwa 1850 ml auf 1450 ml und bei Frauen von etwa 1300 ml auf etwa 1000 ml gesenkt werden. Die Unterschiede waren signifikant! Im beobachteten Kollektiv konnte keine Steigerung der Rate an Thrombosen oder thrombembolischen Ereignissen festgestellt werden. Das Antifibrinolytikum Tranexamsäure ist in dieser niedrigen Dosierung effektiv und scheint sicher zu sein. N2 - A retrospective study based on patient blood loss, transfusion frequency and postoperative complications in knee endo prostheses with systemic administration of 500 mg Tranexamic Acid shortly before opening of the tourniquet! 229 patients in the study Group, 9 of them had received a permitted repeat dose, were compared to 231 patients who had not received Tranexamic Acid. 3 patients in the study group versus 14 patients in the control group needed a blood transfusion. The lowest postoperative Hb was 10 g/dl or higher in 71,2% of the patients in the study Group. Only 49,4% of the patients in the Control Group did so. The Administration of Tranexamic Acid reduced the average of calculated blood loss from about 1850 ml to 1450 ml in male und from about 1300 ml to about 1000 ml in female. The differences were significant No increase in the rate of thrombosis or thrombembolic Events could be observed in the collective. The antifibronolytic Tranexamic Acid is effective at this low dosage and seems to be safe. KW - Knieprothese KW - Tranexamsäure KW - Niedrig dosierte Tranexamsäure KW - Knie Endo Prothese KW - Low Dose Tranexamic acid KW - Knee Endo Prostheses Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-217446 ER - TY - THES A1 - Wettstein, Lars T1 - Elektrochemische Abscheidung von Bruschitschichten auf Titan in Gegenwart von Kristallisationsinhibitoren zur Steuerung von Kristallitgröße und biologischer Reaktion T1 - Brushite coatings on titanium by electrochemical deposition in the presence of crystallization inhibitors to control of crystallite size and biological reaction N2 - Es erfolgte eine elektrochemische Abscheidung von Bruschitschichten auf Titan in Gegenwart von Kristallisationsinhibitoren. Dabei wurden die Kristallisationsinhibitoren Zitronensäure, treta-Natriumdiphosphat-Decahydrat und Phytinsäure verwendet und die entstandenen Schichten mit denen ohne Inhibitorzugabe verglichen. Um das Ausmaß der Inhibierung zu verifizieren, wurde die Masse aller Schichten gemessen, welche für die Inhibition mit Zitronensäure und Phytinsäure abnahm und für Natriumdiphosphat zunahm. Die kristallographische Zusammensetzung der mit und ohne Inhibierung abgeschiedenen Schichten wurde mit Hilfe der Röntgendiffraktometrie bestimmt und zeigte, dass sich reine Bruschitschichten mit unterschiedlichem amorphem Anteil abschieden. Die daraus entstandenen Werte lieferten zugleich die Informationen über die einzelnen Kristallitgrößen innerhalb der Schichten. Über den Einfluss der Inhibitoren auf die Schichtmorphologie gaben rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen weiteren Aufschluss. Die Inhibition verursachte teils mit Rissen durchzogene Schichten, deren Kristallformationen sich von Standardelektrolyt unterschieden. Ausgewählte Proben wurden unter verschiedenen Bedingungen desinfiziert bzw. sterilisiert und nachfolgend erneut gewogen und mittels Röntgendiffraktogrammetrie und Rasterelektronenmikroskopie analysiert. Nach der Desinfektion entstanden reine Bruschitschichten, die an Masse verloren aber trotzdem die typischen Kristallformationen zeigten. Die Sterilisation führte zur Umwandlung von Bruschit in Monetit und Hydroxylapatit. Des Weiteren wurde die biologische Reaktion der Schichten auf humane fötale Osteoblasten-Zelllinien zur Überprüfung der Zellverträglichkeit ermittelt. Die entstandenen Ergebnisse waren nicht verwertbar und enthielt sehr hohe Standardabweichungen. N2 - Brushite coatings were deposited on titanium by electrochemical deposition in the presence of various crystallization inhibitors such as citric acid, treta-sodium diphosphate decahydrate and phytic acid. The resulting layers were compared with those without inhibitor addition. To verify the extent of inhibition, the mass of all layers was measured, which decreased for inhibition with citric acid and phytic acid and increased for sodium diphosphate. The crystallographic composition of the layers deposited with and without inhibition was determined by X-ray diffraction and showed pure brushite caotings with different amorphous content. The resulting values also provided information about the individual crystallite sizes within the layers. Scanning electron microscope images provided further information about the influence of the inhibitors of the layer morphology. The inhibition caused layers partly interspersed with cracks, whose crystal formations differed from the standard electrolyte. Selected samples were disinfected or sterilized under various conditions and subsequently reweighed and analyzed by X-ray diffraction and scanning electron microscopy. After disinfection, pure brushite caotings were formed, which lost mass but still showed the typical crystal formations. Sterilization led to the transformation of brushite into monetite and hydroxyapatite. Furthermore, the biological response of the layers to human fetal osteoblast cell lines was determined to test cell compatibility. The results obtained were not usable and contained very high standard deviations. KW - Elektrochemische Abscheidung KW - Bruschitbeschichtung KW - Inhibition KW - electrochemical deposition KW - brushite coating Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-217502 ER - TY - THES A1 - Kripp, Samario Tobias T1 - In-vitro- und in-vivo-Evaluation selektiver Aldosteronsynthase-Inhibitoren als radiofluorierte Tracer für die Nebennierenbildgebung beim primären Hyperaldosteronismus T1 - In vitro and in vivo evaluation of selective aldosterone synthase inhibitors as radiofluorinated tracers for adrenal imaging in primary aldosteronism N2 - Der primäre Hyperaldosteronismus ist eine der häufigsten Ursachen einer sekundären Hypertonie. Entscheidend für eine adäquate Therapie ist die Subtypen-Differenzierung zwischen Aldosteron produzierenden Adenomen und bilateralen Hyperplasien der Nebennierenrinde. Hierfür wird heutzutage eine selektive Katheterisierung der Nebennierenvenen durchgeführt. Diese Untersuchung ist jedoch sehr aufwendig und geht mit einer hohen Strahlenbelastung einher. Daher wurden im Rahmen dieser Arbeit 11 fluorierte Inhibitoren der Aldosteronsynthase (CYP11B2) auf ihre in-vitro- und in-vivo-Wirksamkeit und Selektivität untersucht. Ziel war es, über eine gezielte Bindung radiofluorierter Tracer an Aldosteron produzierenden Zellen eine nicht invasive Bildgebung zur Subtypendifferenzierung beim primären Hyperaldosteronismus zu entwickeln. Hierbei konnten mehrere vielversprechende Substanzen gefunden werden, die selektiv an CYP11B2 binden und die Aldosteronproduktion hemmen. Diese können somit möglicherweise für die Subtypendifferenzierung beim primären Hyperaldosteronismus eingesetzt werden. N2 - Primary aldosteronism is one of the most common causes for secondary hypertension. The subtype differentation between aldosterone producing adenomas and bilateral adrenocortical hyperplasia is essential for a suitable treatment. Currently this affords a selective catherization of the adrenal veins. This test however is highly challenging and is attended by high radiation exposure. Therefore we analyzed the in vitro and in vivo effectivitiy of 11 fluorated aldosterone synthase (CYP11B2) inhibitors. The purpose was to develop a targeted imaging method with radiofluorinated tracers for the subtype differentation in primary aldosteronism. Several promising substances with a selective bond to CYP11B2 and inhibition of aldosterone production were found. These can possibly be used to differentate between the subtypes in primary aldosteronism. KW - Aldosteronismus KW - Sekundäre Hypertonie KW - Aldosteron KW - Positronen-Emissions-Tomografie KW - Nebenniere KW - Hyperaldosteronismus KW - PET-Tracer KW - Aldosteronsynthase-Inhibitor KW - CYP11B2 KW - CYP11B1 KW - Aldosteronism KW - aldostoreone synthase inhibitor Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-217545 ER - TY - THES A1 - Reinhardt, Daniel T1 - IntuiBeat: Formative und summative Evaluation intuitiver Benutzung T1 - IntuiBeat: Formative and Summative Evaluation of Intuitive Use N2 - Intuitive Benutzung wird in dieser Arbeit definiert als das Ausmaß, mit dem ein Produkt mental effizient und effektiv genutzt wird, was mit einem starken metakognitiven Gefühl von Flüssigkeit einhergeht. Aktuelle Methoden verfügen nicht über eine ausreichend hohe zeitliche Anwendungseffizienz, um im Industrieprojekt 3D-GUIde effektiv zur Evaluation von Interaktionspatterns für 3D-Creation-Oriented-User-Interfaces (3D-CUIs) eingesetzt werden zu können. Diese Interaktionspatterns beschreiben strukturiert, wie 3D-CUIs als User Interfaces zur Erstellung von dreidimensionalen Inhalten gestaltet werden müssen, um intuitive Benutzung zu unterstützen. In dieser Arbeit werden daher zwei neue Evaluationsmethoden vorgeschlagen: 1) IntuiBeat-F als formative Evaluationsmethode und 2) IntuiBeat-S als summative Evaluationsmethode. Basierend auf Default-Interventionist-Theorien und bestehenden Definitionen intuitiver Benutzung werden die mentale Beanspruchung als zentrales objektives, das metakognitive Gefühl von Flüssigkeit als zentrales subjektives und die Effektivität als zentrales pragmatisches mit intuitiver Benutzung assoziiertes Merkmal identifiziert. Die Evaluation intuitiver Benutzung mithilfe von IntuiBeat-F und IntuiBeat-S ist vielversprechend, da es sich bei beiden Methoden um Inhibition basierende Rhythmuszweitaufgaben handelt und diese somit mentale Beanspruchung objektiv erfassen können. Das Potential beider Methoden wird im Hinblick auf vorherige Forschungsarbeiten zur zeitlich effizienten Evaluation von 3D-CUIs aus der Mensch-Computer-Interaktion und der Psychologie diskutiert. Aus dieser Diskussion werden empirische Forschungsfragen abgeleitet. Die erste Forschungsfrage untersucht die wissenschaftliche Güte von IntuiBeat-S. Im ersten, zweiten und dritten Experiment werden Paare von 3D-CUIs miteinander summativ verglichen (d.h. weniger vs. stärker intuitiv benutzbare User Interfaces). Dabei wird die wissenschaftliche Güte von IntuiBeat-S hinsichtlich der Hauptgütekriterien Objektivität, Reliabilität und Validität beurteilt. Die Ergebnisse zeigen, dass IntuiBeat-S eine hohe wissenschaftliche Güte bei der summativen Evaluation besitzt. Zudem macht es bei der Anwendung von IntuiBeat-S keinen Unterschied, ob der Rhythmus über die Ferse oder den Fußballen eingeben wird, und ob als Stichproben Studierende mit höherer oder geringerer Vorerfahrung bezüglich der Nutzung von 3D-CUIs verwendet werden. Die zweite Forschungsfrage untersucht die wissenschaftliche Güte von IntuiBeat-F. Im vierten, fünften, sechsten und siebten Experiment werden 3D-CUIs einzeln formativ evaluiert (d.h. entweder ein weniger oder stärker intuitiv benutzbares User Interface). Dabei wird die wissenschaftliche Güte von IntuiBeat-F hinsichtlich der Hauptgütekriterien Gründlichkeit, Gültigkeit und Zuverlässigkeit beurteilt. Die Ergebnisse zeigen, dass IntuiBeat-F eine hohe wissenschaftliche Güte bei der formativen Evaluation besitzt. Diese liegt bei strikter Anwendung der Methode (d.h. Berücksichtigung ausschließlich mit der Methode entdeckter Nutzungsprobleme) zwar höher, ist aber bei wenig strikter Anwendung der Methode (d.h. Berücksichtigung auch unabhängig von der Methode entdeckter Nutzungsprobleme) noch ausreichend hoch. Jedoch konnte erst die Entwicklung und Einführung einer zusätzlichen Analysesoftware im Zuge des sechsten und siebten Experiments die wissenschaftliche Güte von IntuiBeat-F hinsichtlich aller drei Hauptgütekriterien demonstrieren, da ohne deren Unterstützung IntuiBeat-F vom Evaluator nicht ausreichend gründlich angewendet wird. Die dritte Forschungsfrage untersucht, wie hoch die zeitliche Anwendungseffizienz beider Methoden als wichtiger Aspekt praktischer Güte im Vergleich zu bereits vorhandenen Evaluationsmethoden für intuitive Benutzung ist. Bezüglich der summativen Evaluation wird im zweiten Experiment eine höhere zeitliche Anwendungseffizienz von IntuiBeat-S im Vergleich zum aktuellen summativen Benchmark, der CHAI-Methode, sowohl bei der Evaluation von weniger als auch bei der von stärker intuitiv benutzbaren 3D-CUIs demonstriert. Auch bezüglich der formativen Evaluation konnten die Ergebnisse der letzten vier Experimente zeigen, dass die zeitliche Anwendungseffizienz von IntuiBeat-F im Vergleich zum aktuellen formativen Benchmark, dem Nutzertest mit retrospektivem Think-Aloud- Protokoll, sowohl bei der Evaluation von weniger als auch stärker intuitiv benutzbaren 3D-CUIs höher liegt. Dieser Unterschied bleibt bestehend, egal ob eine zusätzliche Analysesoftware vom Evaluator verwendet wird oder nicht. Als Ergebnis aller Experimente lässt sich feststellen, dass die wissenschaftliche Güte und die zeitliche Anwendungseffizienz beider Methoden zur Evaluation intuitiver Benutzung von 3D-CUIs mehr als zufriedenstellend beurteilt werden kann. Die Arbeit wird mit einer Diskussion des geleisteten Forschungsbeitrags geschlossen. Dabei werden Anregungen für künftige Forschung aus theoretischer (z.B. Berücksichtigung des Gefühls von Flüssigkeit bei der Evaluation), praktischer (z.B. Untersuchung der Anwendbarkeit beider Methoden in anderen Domänen) und methodischer (z.B. Beurteilung der praktischen Güte beider Methoden anhand anderer Kriterien) Perspektive gegeben. N2 - In this work, intuitive use is defined as the extent to which a product can be used in a mentally efficient and effective manner, which is accompanied by a strong metacognitive feeling of fluency. Currently available methods to measure intuitive use lack sufficiently high time efficiency to apply them effectively for evaluating interaction patterns for 3DCreation- Oriented-User-Interfaces (3D-CUIs) in the context of the industrial project 3DGUIde. These interaction patterns describe in a structured way how 3D-CUIs – user interfaces aimed to create three-dimensional content – should be designed to support intuitive use. This work therefore proposes two new evaluation methods for intuitive use: 1) IntuiBeat-F as a formative method and 2) IntuiBeat-S as a summative method. Based on default-interventionist theories and current definitions of intuitive, this work identifies mental efficiency as the central objective, the metacognitive feeling of fluency as the central subjective and the effectiveness as the central pragmatic attribute associated with intuitive use. The evaluation of intuitive use with IntuiBeat-F and IntuiBeat-S is promising since both methods are inhibition-based rhythm secondary tasks, and can therefore assess mental efficiency objectively. Their potential for a time efficient evaluation of 3D-CUIs is discussed in the light of existing research in human-computer interaction and psychology and empirical research questions are derived from this discussion. The first research question examines the scientific quality of IntuiBeat-S. In the first, the second and the third experiment pairs of 3D-CUIs are compared in a summative manner (i.e., less intuitive vs. more intuitive user interfaces) and the scientific quality of IntuiBeat- S is assessed with regard to the scientific criteria objectivity, reliability and validity. The results show that IntuiBeat-S has a high scientific quality. Moreover, it makes no difference whether the rhythm is entered via the heel or the ball of the foot and whether the tested undergraduate students are more or less experienced in dealing with 3D-CUIs. The second research question examines the scientific quality of IntuiBeat-F. In the fourth, the fifth, the sixth and the seventh experiment 3D-CUIs are evaluated individually in a formative manner (i.e., either a less intuitive or more intuitive user interface) and the scientific quality of IntuiBeat-F is assessed with regard to the scientific criteria thoroughness, validity and reliability. The results show that IntuiBeat-F has a high scientific quality. The scientific quality of IntuiBeat-F is higher when strictly applied (i.e., considering usability problems solely found with the method), but it is already high when applied less strictly (i.e., considering further usability problems found regardless of the method). However, only the development and use of an additional analysis software in the sixth and the seventh experiment show the scientific quality of IntuiBeat-F as a formative evaluation method for intuitive use with regard to all three scientific criteria. Without the software support, IntuiBeat-F is not applied thoroughly by the evaluator. The third research question examines the practical quality of both methods in terms of application time efficiency when compared to existing evaluation methods for intuitive use. Regarding the summative evaluation, the second experiment demonstrates a higher application time efficiency of IntuiBeat-S in comparison to the current summative benchmark, the CHAI method, when evaluating both less and more intuitive 3D-CUIs. With regard to the formative evaluation, the last four experiments show a higher application time efficiency of IntuiBeat-F in comparison to the current formative benchmark, the user test with retrospective think-aloud protocol, when evaluating both less and more intuitive 3D-CUIs, irrespective of whether or not an additional analysis software is used. As a result of these studies it can be concluded that the scientific quality and the application time efficiency of both methods for the evaluation of intuitive use in the context of 3D-CUIs can be considered satisfactory. This work closes with a discussion of the accomplished research contribution and suggestions for future research from a theoretical (e.g., consideration of the feeling of fluency during the evaluation), a practical (e.g., applicability of both methods in other domains) and a methodological perspective (e.g., assessment of the practical quality of both methods using other criteria). KW - Mensch-Maschine-Kommunikation KW - Mensch-Maschine Interaktion KW - Evaluationsmethode KW - Intuitive Benutzung KW - Human-Computer Interaction KW - Intuitive Use KW - Evaluation Method KW - Evaluation Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-217599 ER - TY - CHAP A1 - Toepfer, Regina T1 - Junge oder Mädchen?: Gender Trouble im ‚Roman de Silence‘ T2 - Der Ritter, der ein Mädchen war: Studien zum Roman de Silence von Heldris de Cornouailles. N2 - Der Beitrag untersucht, wie Gendervorstellungen, Geschlechtsidentitäten und Körperkonzepte in dem altfranzösischen Roman performativ konstruiert werden. Anknüpfend an die Gender- und Queertheorie Judith Butlers wird gezeigt, dass das vermeintlich natürliche Geschlecht der Protagonistin nicht essentialistisch, sondern als kulturelle Kategorie zu verstehen ist. KW - Gender Studies KW - Performativität KW - Körper KW - Travestie KW - Mittelalter KW - Heldris, de Cornualle : Le roman de Silence Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-272061 SN - 978-3-8471-1196-2 PB - V&R unipress ER - TY - JOUR A1 - Tylek, Tina A1 - Blum, Carina A1 - Hrynevich, Andrei A1 - Schlegelmilch, Katrin A1 - Schilling, Tatjana A1 - Dalton, Paul D A1 - Groll, Jürgen T1 - Precisely defined fiber scaffolds with 40 μm porosity induce elongation driven M2-like polarization of human macrophages JF - Biofabrication N2 - Macrophages are key players of the innate immune system that can roughly be divided into the pro-inflammatory M1 type and the anti-inflammatory, pro-healing M2 type. While a transient initial pro-inflammatory state is helpful, a prolonged inflammation deteriorates a proper healing and subsequent regeneration. One promising strategy to drive macrophage polarization by biomaterials is precise control over biomaterial geometry. For regenerative approaches, it is of particular interest to identify geometrical parameters that direct human macrophage polarization. For this purpose, we advanced melt electrowriting (MEW) towards the fabrication of fibrous scaffolds with box-shaped pores and precise inter-fiber spacing from 100 μm down to only 40 μm. These scaffolds facilitate primary human macrophage elongation accompanied by differentiation towards the M2 type, which was most pronounced for the smallest pore size of 40 μm. These new findings can be important in helping to design new biomaterials with an enhanced positive impact on tissue regeneration. KW - cell elongation KW - human macrophages KW - melt electrowriting (MEW) KW - macrophage polarization KW - 3D scaffolds Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-254012 VL - 12 IS - 2 ER - TY - JOUR A1 - Sun, Wei A1 - Starly, Binil A1 - Daly, Andrew C A1 - Burdick, Jason A A1 - Groll, Jürgen A1 - Skeldon, Gregor A1 - Shu, Wenmiao A1 - Sakai, Yasuyuki A1 - Shinohara, Marie A1 - Nishikawa, Masaki A1 - Jang, Jinah A1 - Cho, Dong-Woo A1 - Nie, Minghao A1 - Takeuchi, Shoji A1 - Ostrovidov, Serge A1 - Khademhosseini, Ali A1 - Kamm, Roger D A1 - Mironov, Vladimir A1 - Moroni, Lorenzo A1 - Ozbolat, Ibrahim T T1 - The bioprinting roadmap JF - Biofabrication N2 - This bioprinting roadmap features salient advances in selected applications of the technique and highlights the status of current developments and challenges, as well as envisioned advances in science and technology, to address the challenges to the young and evolving technique. The topics covered in this roadmap encompass the broad spectrum of bioprinting; from cell expansion and novel bioink development to cell/stem cell printing, from organoid-based tissue organization to bioprinting of human-scale tissue structures, and from building cell/tissue/organ-on-a-chip to biomanufacturing of multicellular engineered living systems. The emerging application of printing-in-space and an overview of bioprinting technologies are also included in this roadmap. Due to the rapid pace of methodological advancements in bioprinting techniques and wide-ranging applications, the direction in which the field should advance is not immediately clear. This bioprinting roadmap addresses this unmet need by providing a comprehensive summary and recommendations useful to experienced researchers and newcomers to the field. KW - biofabrication KW - bioprinting KW - cell printing KW - biological models KW - disease models KW - organoids KW - organ-on-a-chip Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-254027 VL - 12 IS - 2 ER - TY - JOUR A1 - Wolf-Brandstetter, C A1 - Beutner, R A1 - Hess, R A1 - Bierbaum, S A1 - Wagner, K A1 - Scharnweber, D A1 - Gbureck, U A1 - Moseke, C T1 - Multifunctional calcium phosphate based coatings on titanium implants with integrated trace elements JF - Biomedical Materials N2 - For decades, the main focus of titanium implants developed to restore bone functionality was on improved osseointegration. Additional antimicrobial properties have now become desirable, due to the risk that rising antibiotic resistance poses for implant-associated infections. To this end, the trace elements of copper and zinc were integrated into calcium phosphate based coatings by electrochemically assisted deposition. In addition to their antimicrobial activity, zinc is reported to attract bone progenitor cells through chemotaxis and thus increase osteogenic differentiation, and copper to stimulate angiogenesis. Quantities of up to 68.9 ± 0.1 μg cm\(^{-2}\) of copper and 56.6 ± 0.4 μg cm\(^{-2}\) of zinc were deposited; co-deposition of both ions did not influence the amount of zinc but slightly increased the amount of copper in the coatings. The release of deposited copper and zinc species was negligible in serum-free simulated body fluid. In protein-containing solutions, a burst release of up to 10 μg ml\(^{-1}\) was observed for copper, while zinc was released continuously for up to 14 days. The presence of zinc was beneficial for adhesion and growth of human mesenchymal stromal cells in a concentration-dependent manner, but cytotoxic effects were already visible for coatings with an intermediate copper content. However, co-deposited zinc could somewhat alleviate the adverse effects of copper. Antimicrobial tests with E. coli revealed a decrease in adherent bacteria on brushite without copper or zinc of 60%, but if the coating contained both ions there was almost no bacterial adhesion after 12 h. Coatings with high zinc content and intermediate copper content had the overall best multifunctional properties. KW - coating KW - titanium KW - implant KW - pro-angiogenic KW - osteogenic KW - antimicrobial Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-254085 VL - 15 IS - 2 ER - TY - CHAP A1 - Bergengruen, Maximilian T1 - Zwang, Stillstand, Explosion. Döblins "Die Ermordung einer Butterblume" im Kontext von Zeit-Psychiatrie und -Philosophie (Bergson, Janet, Gebsattel) T2 - Ästhetische Eigenzeit der Wissenschaft N2 - No abstact available. KW - Döblin Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-303184 PB - Wehrhahn Verlag CY - Hannover ER - TY - JOUR A1 - Weinreich, Oliver T1 - Psalterien in Würzburger Brevieren zwischen 1479 und 1575 JF - Würzburger Diözesangeschichtsblätter N2 - Es werden Psalterien aus Brevieren vorgestellt, die zwischen 1479 und 1575 in Würzburg oder im Auftrag des Fürstbischofs von Würzburg gedruckt worden sind. KW - Würzburg KW - Stundengebet KW - Würzburg KW - Brevier KW - Bibel KW - Geschichte 1479-1575 Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-303750 SN - 0342-3093 VL - 83 ER - TY - CHAP A1 - Bergengruen, Maximilian T1 - Wie schnell ist sofort? P. J. A. Feuerbach über Affekt und Leidenschaft (Lehrbuch des peinlichen Rechts, Fallgeschichte Joseph Auermann) T2 - Verbrechen aus Leidenschaft. Kriminalpsychologie und literarische Verhandlungen von Unzurechnungsfähigkeit (1790-1840) N2 - No abstact available. KW - Paul Johann Anselm Feuerbach Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-303503 PB - Kulturverlag Kadmos CY - Berlin ER - TY - CHAP A1 - Bergengruen, Maximilian T1 - "Fortrollende Gegenwart:" Psychopathology and Epical Present Tense in Georg Heym's 'Der Irre' and 'Der Dieb' T2 - Aesthetic Temporalities Today. Present, Presentness, Re-Presentation N2 - No abstract available. KW - Georg Heym KW - Heym, Georg / Der Dieb KW - Heym, Georg / Der Irre KW - Gegenwart KW - Psychopathologie Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-303209 PB - transcript Verlag CY - Bielefeld ER - TY - JOUR A1 - Bergengruen, Maximilian T1 - Wiederlesen, Korrigieren, Annotieren. Zum Verhältnis von Neuauflage und Fortsetzung bei Moscherosch, Grimmelshausen, Beer und Reuter JF - Simpliciana N2 - No abstract available. KW - Korrektur KW - Neuauflage KW - Reuter, Christian / Schelmuffsky KW - Beer, Johann / Der symplicianische Welt-Kucker oder abentheuerliche Jan Rebhu KW - Grimmelshausen, Hans Jakob Christoffel von / Continuatio des abentheurlichen Simplicissimi oder der Schluß desselben KW - Moscherosch, Johann Michael / Les Visiones de Don Francesco de Quevedo Villegas Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-303236 VL - 42 ER - TY - CHAP A1 - Bergengruen, Maximilian T1 - Déjà-vu. Begriffsbildung, Erklärungsansätze und Theoretisierung T2 - Formen der Zeit. Ein Wörterbuch der ästhetischen Eigenzeit N2 - No abstract available. KW - Déjà-vu Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-303249 PB - Wehrhahn Verlag CY - Hannover ER - TY - CHAP A1 - Bergengruen, Maximilian T1 - "Verborgene Mittel": Verfolgungswahn im Fall Woyzeck (Büchner/Clarus/Esquirol) T2 - Die Causes célèbres des 19. Jahrhunderts in Frankreich und Deutschland. Narrative Formen und anthropologische Funktionen N2 - No abstract available. KW - Pinel, Philippe KW - Esquirol, Jean Étienne Dominique KW - Psychologie KW - Pathologie KW - Kriminalfall KW - Halluzination KW - Verfolgungswahn KW - Clarus, Johann Christian August / Die Zurechnungsfähigkeit des Mörders Johann Christian Woyzeck Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-303307 PB - Harrassowitz Verlag CY - Wiesbaden ER - TY - THES A1 - Jaslan, Dawid Artur T1 - TPC1 mutants provide insight into SV channel function T1 - TPC1-Mutanten geben Einblick in die SV-Kanalfunktion N2 - In the framework of the presented doctoral thesis, the plant ubiquitous, non-selective vacuolar cation channel TPC1/SV was electrophysiologically studied in Arabidopsis thaliana mesophyll vacuoles to further enlighten its physiological role in plant stress responses. For this, the hyperactive channel version fou2 (D454N), gaining a non-functional vacuolar calcium sensor, strong retarded growth phenotype and upregulated JA signalling pathway, and eight fou2 reverting WT-like ouf mutants were used. Except of ouf4, all other seven ouf mutants carried a 2nd mutation in the TPC1 gene. Therefore, the TPC1 electrical features of all ouf mutants were electrophysiologically characterized with the patch clamp method and compared with fou2 and WT. Due to a missense mutation, ouf1 and ouf7 mutants harboured a truncated TPC1 channel protein, resulting in an impaired protein integrity and in turn loss of TPC1 channel activity. Accordingly, ouf1 and ouf7 mimicked the tpc1-2 null mutant with a WT- rather fou2-like phenotype. The ouf2 (G583D D454N) mutant exhibited inactive TPC1 channels, probably because the G583D mutation located in luminal part of the S11 helix caused (i) a shift of the activation threshold to much more positive voltages (i.e. to more than +110 mV) (ii) or channel blockage. As a result of the TPC1 channel inactivity, the ouf2 mutant also imitates the WT-like phenotype of the tpc1-2 null mutant. In the ouf6 mutant (A669V D454N) the 2nd reverting mutation selectively influenced fou2-like SV channel features. Both, the fast activation kinetics and reduced luminal calcium sensitivity were similar in ouf6 and fou2. However, deviations in both, the relative and absolute open channel probability, resulted in strongly reduced (80 %) current density at 0 mM and channel inactivity in the voltage range between -30 mV to +40 mV compared to fou2 and WT. Furthermore, the TPC1 channels in ouf6 exhibited a higher susceptibility to inhibitory luminal Ca2+ than fou2. As a result of these different effects, the TPC1 channel activity almost vanished at high luminal Ca2+ loads, what is very likely the reason that ouf6 lost the fou2-like phenotype. The ouf4 mutation did not change the fou2 TPC1-channel features like fast channel activation, single channel conductance and voltage-dependent gating behaviour. Nevertheless, the TPC1 current density was 80% less in ouf4 than in fou2. Since the TPC1 gene was not the target of the 2nd mutation, it can be assumed that it is modulated via external, yet unknown factor. In the ouf8 mutant the TPC1 channels additionally possess M629I mutation within the selectivity filter II resulting in a 50% decrease in the TPC1 unitary conductance. However, the slightly increased relative open channel probability of the TPC1 channels in ouf8 compared to fou2 appeared to be sufficient to compensate the reduced transport capacity of individual TPC1 channels. As a result, a similar macroscopic outward current density of ouf8 and fou2 was detected in the absence of vacuolar Ca2+. Furthermore, ouf8 mutation did not drastically change the typical fou2 TPC1 channel features such as fast activation, vacuolar calcium insensitivity and voltage dependency. However, a reversible block of the cytosol-directed potassium efflux at increased vacuolar calcium concentration in ouf8 mutant was found. Further inspection of transiently expressed TPC1 channel variants (M629I, M629T) on the single channel level suggest that Met629 of AtTPC1 in the channel pore region is crucial for the unitary channel conductance. Taken together, current membrane recordings from ouf mutants revealed one common feature: All of them lacked or showed a strongly impaired ability for TPC1-mediated potassium release from the vacuole into the cytosol. Additionally, considering the detected dependence of the vacuolar membrane voltage on TPC1 activity, it thus seems that the TPC1-triggered vacuolar membrane depolarization caused by vacuolar K+ release plays a key role in generation of the fou2-like phenotype. Accordingly, one can conclude that TPC1-dependent vacuolar membrane depolarization and initiation of jasmonate production are likely linked. This statement is supported also by the complete restoration of WT-like plant phenotype and JA signalling in the ouf mutants. Finally, as a control element of the vacuolar membrane voltage TPC1 is probably upstream located in JA signalling pathway and therefore a perfect junction for linking multiple physiological stimuli and response to them. Im Rahmen der vorgelegten Doktorarbeit wurde der in Pflanzen ubiquitär exprimierte, nicht-selektive vakuoläre Kationenkanal TPC1/SV elektrophysiologisch in Arabidopsis thaliana Mesophyllvakuolen untersucht, um seine physiologische Rolle in der pflanzlichen Stressantwort weiter aufzuklären. Hierfür wurde die hyperaktive Kanalvariante fou2 (D454N), die einen nicht-funktionalen vakuolären Calciumsensor, ein stark verzögertes Pflanzenwachstum und einen hochregulierten Jasmonsäure-Signalweg aufweist, sowie acht ouf Mutanten mit fou2-umkehrenden Phänotyp benutzt. Mit Ausnahme von ouf4 enthalten alle anderen ouf Mutanten eine weitere Mutation im TPC1-Gen. Daher wurden die elektrischen Eigenschaften von TPC1 in allen ouf Mutanten elektrophysiologisch mittels der Patch clamp Technik charakterisiert und mit fou2 und dem Wildtyp verglichen. Aufgrund einer Missense-Mutation beinhalten die Mutanten ouf1 und ouf7 ein verkürztes TPC1 Protein, woraus eine gestörte Proteinintegrität resultiert und daraus wiederum ein Fehlen der TCP1-Kanalaktivität. Dementsprechend ähneln ouf1 und ouf7 der tpc1-2 Nullmutante mit einem WT- oder eher fou2-artigen Phänotyp. Wahrscheinlich weist die ouf2 (G583D D454N) Mutante einen inaktiven TPC1-Kanal auf, weil die G583D Mutation, die in einem luminalen Teil der S11 Helix sitzt, eine Verschiebung der Aktivierungsschwelle hin zu einer höheren Spannung (z. B. mehr als +110 mV) oder einen Kanalblock verursacht. Als Folge der TPC1 Kanal Inaktivität, ahmt die ouf2 Mutante auch den WT-ähnlichen Phänotyp der tpc1-2 Nullmutante nach. In der ouf6 Mutante (A669V D454N) beeinflusst die zweite Mutation selektiv die fou2-ähnlichen SV-Kanaleigenschaften. Sowohl die schnelle Aktivierungskinetik als auch die verringerte luminale Calciumsensitivität waren denen von ouf6 und fou2 ähnlich. Die Abweichungen in der relativen sowie der absoluten Offenwahrscheinlichkeit resultierten jedoch in einer stark reduzierten (80 %) Stromdichte bei 0 mM luminalem Calcium verglichen mit fou2 und dem WT, sowie einer Kanalinaktivität bei Spannungen zwischen -30 mV und +40 mV. Darüber hinaus zeigten die TPC1 Kanäle in ouf6 eine höhere Anfälligkeit für inhibitorisches, luminales Calcium als die in fou2. Das Ergebnis der beiden unterschiedlichen Effekte ist, dass die TPC1 Kanalaktivität bei einer hohen luminalen Calciumkonzentration fast verschwindet, woraus zu schließen ist, dass ouf6 den fou2-ähnlichen Phänotyp verlor. Die ouf4 Mutation veränderte nicht die fou2 TPC1 Kanaleigenschaften, wie die schnelle Kanalaktivierung, die Einzelkanalleitfähigkeit und das spannungsabhängige Verhalten. Nichtsdestotrotz war die TCP1 Stromdichte in ouf4 um 80 % geringer als in fou2. Da das TPC1 Gen nicht das Ziel der zweiten Mutation war, kann angenommen werden, dass es durch äußere, bisher noch unbekannte Faktoren, reguliert wird. In der ouf8 Mutante haben die TPC1 Kanäle zusätzlich eine M629I Mutation innerhalb des zweiten Selektivitätsfilters, welche in einem 50 % Rückgang der TCP1 Einzelkanalleitfähigkeit resultiert. Jedoch scheint die leicht erhöhte Offenwahrscheinlichkeit der TCP1 Kanäle in ouf8, verglichen mit fou2, ausreichend zu sein, um die reduzierte Transportkapazität der individuellen TPC1 Kanäle zu kompensieren. Schlussfolgernd wurde eine ähnliche makroskopische auswärts gerichtete Stromdichte des ouf8 und des fou2 in Abwesenheit vakuolären Calciums entdeckt. Des Weiteren änderte eine ouf8 Mutation die fou2 TPC1 Kanaleigenschaften wie eine schnelle Aktivierung, vakuoläre Calciuminsensitivität und die Spannungsabhängigkeit nicht drastisch. Jedoch wurde ein reversibler Block des Zytosol-gerichteten Kalium Ausstroms bei erhöhten vakuolären Calcium Konzentrationen in ouf8 gefunden. Eine weitere Betrachtung transient exprimierter TPC1 Kanalvarianten (M629I, M629T) auf Einzelkanalebene weist darauf hin, dass das Met629 des AtTPC1 in der Kanalporenregion entscheidend ist für die Einzelkanalleitfähigkeit. Zusammengefasst zeigt der über die Membran von ouf Mutanten gemessene Strom eine Gemeinsamkeit: Alle zeigten keinen oder einen stark beeinträchtigten TPC1-vermittelten Kaliumausstrom aus der Vakuole ins Zytosol. Unter Berücksichtigung der beobachteten Abhängigkeit der vakuolären Membranspannung von der TPC1 Aktivität, scheint es, als ob die durch TPC1 angeregte Depolarisation der Vakuolenmembran, welche durch die vakuoläre Kaliumfreisetzung bedingt wird, in der Ausbildung des fou2 Phänotyps eine Rolle spielt. Daraus lässt sich ableiten, dass die TPC1-abhängige Depolarisation der Vakuolenmembran und die Jasmonat Bildung vermutlich verbunden sind. Diese Behauptung wird auch gestützt durch die komplette Wiederherstellung des WT-ähnlichen Pflanzenphänotyps und des Jasmonsäure Signalwegs in den ouf Mutanten. Letztendlich ist TPC1 als kontrollierendes Element der vakuolären Membranspannung wahrscheinlich dem Jasmonsäure Signalweg vorgeschaltet und deswegen ein perfekter Knotenpunkt, der verschiedene physiologische Stimuli und ihre Antworten verbindet. N2 - Im Rahmen der vorgelegten Doktorarbeit wurde der in Pflanzen ubiquitär exprimierte, nicht-selektive vakuoläre Kationenkanal TPC1/SV elektrophysiologisch in Arabidopsis thaliana Mesophyllvakuolen untersucht, um seine physiologische Rolle in der pflanzlichen Stressantwort weiter aufzuklären. Hierfür wurde die hyperaktive Kanalvariante fou2 (D454N), die einen nicht-funktionalen vakuolären Calciumsensor, ein stark verzögertes Pflanzenwachstum und einen hochregulierten Jasmonsäure-Signalweg aufweist, sowie acht ouf Mutanten mit fou2-umkehrenden Phänotyp benutzt. Mit Ausnahme von ouf4 enthalten alle anderen ouf Mutanten eine weitere Mutation im TPC1-Gen. Daher wurden die elektrischen Eigenschaften von TPC1 in allen ouf Mutanten elektrophysiologisch mittels der Patch clamp Technik charakterisiert und mit fou2 und dem Wildtyp verglichen. Aufgrund einer Missense-Mutation beinhalten die Mutanten ouf1 und ouf7 ein verkürztes TPC1 Protein, woraus eine gestörte Proteinintegrität resultiert und daraus wiederum ein Fehlen der TCP1-Kanalaktivität. Dementsprechend ähneln ouf1 und ouf7 der tpc1-2 Nullmutante mit einem WT- oder eher fou2-artigen Phänotyp. Wahrscheinlich weist die ouf2 (G583D D454N) Mutante einen inaktiven TPC1-Kanal auf, weil die G583D Mutation, die in einem luminalen Teil der S11 Helix sitzt, eine Verschiebung der Aktivierungsschwelle hin zu einer höheren Spannung (z. B. mehr als +110 mV) oder einen Kanalblock verursacht. Als Folge der TPC1 Kanal Inaktivität, ahmt die ouf2 Mutante auch den WT-ähnlichen Phänotyp der tpc1-2 Nullmutante nach. In der ouf6 Mutante (A669V D454N) beeinflusst die zweite Mutation selektiv die fou2-ähnlichen SV-Kanaleigenschaften. Sowohl die schnelle Aktivierungskinetik als auch die verringerte luminale Calciumsensitivität waren denen von ouf6 und fou2 ähnlich. Die Abweichungen in der relativen sowie der absoluten Offenwahrscheinlichkeit resultierten jedoch in einer stark reduzierten (80 %) Stromdichte bei 0 mM luminalem Calcium verglichen mit fou2 und dem WT, sowie einer Kanalinaktivität bei Spannungen zwischen -30 mV und +40 mV. Darüber hinaus zeigten die TPC1 Kanäle in ouf6 eine höhere Anfälligkeit für inhibitorisches, luminales Calcium als die in fou2. Das Ergebnis der beiden unterschiedlichen Effekte ist, dass die TPC1 Kanalaktivität bei einer hohen luminalen Calciumkonzentration fast verschwindet, woraus zu schließen ist, dass ouf6 den fou2-ähnlichen Phänotyp verlor. Die ouf4 Mutation veränderte nicht die fou2 TPC1 Kanaleigenschaften, wie die schnelle Kanalaktivierung, die Einzelkanalleitfähigkeit und das spannungsabhängige Verhalten. Nichtsdestotrotz war die TCP1 Stromdichte in ouf4 um 80 % geringer als in fou2. Da das TPC1 Gen nicht das Ziel der zweiten Mutation war, kann angenommen werden, dass es durch äußere, bisher noch unbekannte Faktoren, reguliert wird. In der ouf8 Mutante haben die TPC1 Kanäle zusätzlich eine M629I Mutation innerhalb des zweiten Selektivitätsfilters, welche in einem 50 % Rückgang der TCP1 Einzelkanalleitfähigkeit resultiert. Jedoch scheint die leicht erhöhte Offenwahrscheinlichkeit der TCP1 Kanäle in ouf8, verglichen mit fou2, ausreichend zu sein, um die reduzierte Transportkapazität der individuellen TPC1 Kanäle zu kompensieren. Schlussfolgernd wurde eine ähnliche makroskopische auswärts gerichtete Stromdichte des ouf8 und des fou2 in Abwesenheit vakuolären Calciums entdeckt. Des Weiteren änderte eine ouf8 Mutation die fou2 TPC1 Kanaleigenschaften wie eine schnelle Aktivierung, vakuoläre Calciuminsensitivität und die Spannungsabhängigkeit nicht drastisch. Jedoch wurde ein reversibler Block des Zytosol-gerichteten Kalium Ausstroms bei erhöhten vakuolären Calcium Konzentrationen in ouf8 gefunden. Eine weitere Betrachtung transient exprimierter TPC1 Kanalvarianten (M629I, M629T) auf Einzelkanalebene weist darauf hin, dass das Met629 des AtTPC1 in der Kanalporenregion entscheidend ist für die Einzelkanalleitfähigkeit. Zusammengefasst zeigt der über die Membran von ouf Mutanten gemessene Strom eine Gemeinsamkeit: Alle zeigten keinen oder einen stark beeinträchtigten TPC1-vermittelten Kaliumausstrom aus der Vakuole ins Zytosol. Unter Berücksichtigung der beobachteten Abhängigkeit der vakuolären Membranspannung von der TPC1 Aktivität, scheint es, als ob die durch TPC1 angeregte Depolarisation der Vakuolenmembran, welche durch die vakuoläre Kaliumfreisetzung bedingt wird, in der Ausbildung des fou2 Phänotyps eine Rolle spielt. Daraus lässt sich ableiten, dass die TPC1-abhängige Depolarisation der Vakuolenmembran und die Jasmonat Bildung vermutlich verbunden sind. Diese Behauptung wird auch gestützt durch die komplette Wiederherstellung des WT-ähnlichen Pflanzenphänotyps und des Jasmonsäure Signalwegs in den ouf Mutanten. Letztendlich ist TPC1 als kontrollierendes Element der vakuolären Membranspannung wahrscheinlich dem Jasmonsäure Signalweg vorgeschaltet und deswegen ein perfekter Knotenpunkt, der verschiedene physiologische Stimuli und ihre Antworten verbindet. KW - SV channel KW - TPC1 KW - ouf mutants Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-157312 ER - TY - JOUR A1 - Hecht, Markus A1 - Leowanawat, Pawaret A1 - Gerlach, Tabea A1 - Stepanenko, Vladimir A1 - Stolte, Matthias A1 - Lehmann, Matthias A1 - Würthner, Frank T1 - Self‐Sorting Supramolecular Polymerization: Helical and Lamellar Aggregates of Tetra‐Bay‐Acyloxy Perylene Bisimide JF - Angewandte Chemie International Edition N2 - A new perylene bisimide (PBI), with a fluorescence quantum yield up to unity, self‐assembles into two polymorphic supramolecular polymers. This PBI bears four solubilizing acyloxy substituents at the bay positions and is unsubstituted at the imide position, thereby allowing hydrogen‐bond‐directed self‐assembly in nonpolar solvents. The formation of the polymorphs is controlled by the cooling rate of hot monomer solutions. They show distinctive absorption profiles and morphologies and can be isolated in different polymorphic liquid‐crystalline states. The interchromophoric arrangement causing the spectral features was elucidated, revealing the formation of columnar and lamellar phases, which are formed by either homo‐ or heterochiral self‐assembly, respectively, of the atropoenantiomeric PBIs. Kinetic studies reveal a narcissistic self‐sorting process upon fast cooling, and that the transformation into the heterochiral (racemic) sheetlike self‐assemblies proceeds by dissociation via the monomeric state. KW - liquid crystals KW - noncovalent interactions KW - self-assembly KW - structure elucidation KW - supramolecular chemistry Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-224586 VL - 59 IS - 39 SP - 17084 EP - 17090 ER - TY - JOUR A1 - Schlör, Daniel A1 - Ring, Markus A1 - Hotho, Andreas T1 - iNALU: Improved Neural Arithmetic Logic Unit JF - Frontiers in Artificial Intelligence N2 - Neural networks have to capture mathematical relationships in order to learn various tasks. They approximate these relations implicitly and therefore often do not generalize well. The recently proposed Neural Arithmetic Logic Unit (NALU) is a novel neural architecture which is able to explicitly represent the mathematical relationships by the units of the network to learn operations such as summation, subtraction or multiplication. Although NALUs have been shown to perform well on various downstream tasks, an in-depth analysis reveals practical shortcomings by design, such as the inability to multiply or divide negative input values or training stability issues for deeper networks. We address these issues and propose an improved model architecture. We evaluate our model empirically in various settings from learning basic arithmetic operations to more complex functions. Our experiments indicate that our model solves stability issues and outperforms the original NALU model in means of arithmetic precision and convergence. KW - neural networks KW - machine learning KW - arithmetic calculations KW - neural architecture KW - experimental evaluation Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-212301 SN - 2624-8212 VL - 3 ER - TY - THES A1 - Fuller, Timo T1 - Contributions to the Multivariate Max-Domain of Attraction T1 - Beiträge zum Multivariaten Max-Stabilen Anziehungsbereich N2 - This thesis covers a wide range of results for when a random vector is in the max-domain of attraction of max-stable random vector. It states some new theoretical results in D-norm terminology, but also gives an explaination why most approaches to multivariate extremes are equivalent to this specific approach. Then it covers new methods to deal with high-dimensional extremes, ranging from dimension reduction to exploratory methods and explaining why the Huessler-Reiss model is a powerful parametric model in multivariate extremes on par with the multivariate Gaussian distribution in multivariate regular statistics. It also gives new results for estimating and inferring the multivariate extremal dependence structure, strategies for choosing thresholds and compares the behavior of local and global threshold approaches. The methods are demonstrated in an artifical simulation study, but also on German weather data. N2 - Diese Disseration behandelt eine Reihe von Resultaten, die gelten, wenn sich ein Zufallsvektor im multivariaten Anziehungsbereich eines max-stabilen Zufallsvektors befindet. Es gibt einige neue theoretische Resulte, die in D-Norm Terminologie behandelt werden, aber es wird auch erläutert, warum dieser Ansatz äquivalent zu den meisten anderen Ansätzen in multivariater Extremwerttheorie ist. Es werden neue Methoden dargestellt, mit denen hoch-dimensionale Extremwertprobleme angegangen werden können, darunter Konzepte die Dimensionsreduzierung bis explorative Methoden, und es wird weiter erklärt, warum das parametrische Hüssler-Reiss model eine mächtige Rolle in der multivariaten Extremwerttheorie einnimmt, vergleichbar mit Gausschen Zufallsvektoren in der Standard-Statistik. Es gibt außerdem neue Methoden für Schätzung und Interferenz der extremalen Abhängigkeitsstruktur, Strategien, wie Thresholds gewählt werden können und ein Vergleich von lokalen gegenüber globalen Thresholds. Die Methoden werden in einer Simulationsstudie mit künstlichen Daten, aber auch mit deutschen Wetterdaten demonstriert. KW - Extremwertstatistik KW - Multivariate statistics KW - Dimension reduction KW - Estimation KW - Data Exploration KW - Tail-behavior Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-207422 ER - TY - JOUR A1 - Krauss, Jochen A1 - Vikuk, Veronika A1 - Young, Carolyn A. A1 - Krischke, Markus A1 - Mueller, Martin J. A1 - Baerenfaller, Katja T1 - Epichloë endophyte infection rates and alkaloid content in commercially available grass seed mixtures in Europe JF - Microorganisms N2 - Fungal endophytes of the genus Epichloë live symbiotically in cool season grass species and can produce alkaloids toxic to insects and vertebrates, yet reports of intoxication of grazing animals have been rare in Europe in contrast to overseas. However, due to the beneficial resistance traits observed in Epichloë infected grasses, the inclusion of Epichloë in seed mixtures might become increasingly advantageous. Despite the toxicity of fungal alkaloids, European seed mixtures are rarely tested for Epichloë infection and their infection status is unknown for consumers. In this study, we tested 24 commercially available seed mixtures for their infection rates with Epichloë endophytes and measured the concentrations of the alkaloids ergovaline, lolitrem B, paxilline, and peramine. We detected Epichloë infections in six seed mixtures, and four contained vertebrate and insect toxic alkaloids typical for Epichloë festucae var. lolii infecting Lolium perenne. As Epichloë infected seed mixtures can harm livestock, when infected grasses become dominant in the seeded grasslands, we recommend seed producers to test and communicate Epichloë infection status or avoiding Epichloë infected seed mixtures. KW - Epichloë spp. KW - grass endophytes KW - cool-season grass species KW - infection rates KW - alkaloids KW - toxicity KW - livestock KW - horses KW - Lolium perenne KW - perennial ryegrass Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-203323 SN - 2076-2607 VL - 8 IS - 4 ER - TY - JOUR A1 - Thorn, Simon A1 - Chao, Anne A1 - Georgiev, Konstadin B. A1 - Müller, Jörg A1 - Bässler, Claus A1 - Campbell, John L. A1 - Jorge, Castro A1 - Chen, Yan-Han A1 - Choi, Chang-Yong A1 - Cobb, Tyler P. A1 - Donato, Daniel C. A1 - Durska, Ewa A1 - Macdonald, Ellen A1 - Feldhaar, Heike A1 - Fontaine, Jospeh B. A1 - Fornwalt, Paula J. A1 - Hernández Hernández, Raquel María A1 - Hutto, Richard L. A1 - Koivula, Matti A1 - Lee, Eun-Jae A1 - Lindenmayer, David A1 - Mikusinski, Grzegorz A1 - Obrist, Martin K. A1 - Perlík, Michal A1 - Rost, Josep A1 - Waldron, Kaysandra A1 - Wermelinger, Beat A1 - Weiß, Ingmar A1 - Zmihorski, Michal A1 - Leverkus, Alexandro B. T1 - Estimating retention benchmarks for salvage logging to protect biodiversity JF - Nature Communications N2 - Forests are increasingly affected by natural disturbances. Subsequent salvage logging, a widespread management practice conducted predominantly to recover economic capital, produces further disturbance and impacts biodiversity worldwide. Hence, naturally disturbed forests are among the most threatened habitats in the world, with consequences for their associated biodiversity. However, there are no evidence-based benchmarks for the proportion of area of naturally disturbed forests to be excluded from salvage logging to conserve biodiversity. We apply a mixed rarefaction/extrapolation approach to a global multi-taxa dataset from disturbed forests, including birds, plants, insects and fungi, to close this gap. We find that 757% (mean +/- SD) of a naturally disturbed area of a forest needs to be left unlogged to maintain 90% richness of its unique species, whereas retaining 50% of a naturally disturbed forest unlogged maintains 73 +/- 12% of its unique species richness. These values do not change with the time elapsed since disturbance but vary considerably among taxonomic groups. Salvage logging has become a common practice to gain economic returns from naturally disturbed forests, but it could have considerable negative effects on biodiversity. Here the authors use a recently developed statistical method to estimate that ca. 75% of the naturally disturbed forest should be left unlogged to maintain 90% of the species unique to the area. KW - natural disturbance KW - bird communities KW - forest KW - management KW - beetle KW - conservation KW - windthrow KW - diversity KW - impact KW - fire Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-230512 VL - 11 ER - TY - JOUR A1 - Walter, Steffen A1 - Gruss, Sascha A1 - Neidlinger, Jana A1 - Stross, Isabelle A1 - Hann, Alexander A1 - Wagner, Martin A1 - Seufferlein, Thomas A1 - Walter, Benjamin T1 - Evaluation of an Objective Measurement Tool for Stress Level Reduction by Individually Chosen Music During Colonoscopy—Results From the Study “ColoRelaxTone” JF - Frontiers in Medicine N2 - Background and Aims: Colonoscopy as standard procedure in endoscopy is often perceived as uncomfortable for patients. Patient's anxiety is therefore a significant issue, which often lead to avoidance of participation of relevant examinations as CRC-screening. Non-pharmacological anxiety management interventions such as music might contribute to relaxation in the phase prior and during endoscopy. Although music's anxiolytic effects have been reported previously, no objective measurement of stress level reduction has been reported yet. Focus of this study was to evaluate the objective measurement of the state of relaxation in patients undergoing colonoscopy. Methods: Prospective study (n = 196) performed at one endoscopic high-volume center. Standard colonoscopy was performed in control group. Interventional group received additionally self-chosen music over earphones. Facial Electromyography (fEMG) activity was obtained. Clinician Satisfaction with Sedation Instrument (CSSI) and Patients Satisfaction with Sedation Instrument (PSSI) was answered by colonoscopists and patients, respectively. Overall satisfaction with music accompanied colonoscopy was obtained if applicable. Results: Mean difference measured by fEMG via musculus zygomaticus major indicated a significantly lower stress level in the music group [7.700(±5.560) μV vs. 4.820(±3.330) μV; p = 0.001]. Clinician satisfaction was significantly higher with patients listening to music [82.69(±15.04) vs. 87.3(±15.02) pts.; p = 0.001]. Patient's satisfaction was higher but did not differ significantly. Conclusions: We conclude that self-chosen music contributes objectively to a reduced stress level for patients and therefore subjectively perceived satisfaction for endoscopists. Therefore, music should be considered as a non-pharmacological treatment method of distress reduction especially in the beginning of endoscopic procedures. KW - colonoscopy KW - anxiety KW - stress level KW - music KW - relaxation Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-212337 VL - 7 ER - TY - RPRT A1 - Goldan, Lea T1 - The Early Career Gender Pay Gap among Doctoral Graduates in Germany T1 - Der Gender Pay Gap von Promovierten in Deutschland am Anfang ihrer Karriere N2 - Previous research has shown that female doctoral graduates earn less than male doctoral graduates; how-ever, the determinants of this gender pay gap remain largely unexplored. Therefore, this paper investigates the determinants of the early career gender pay gap among doctoral graduates in Germany. By relying on effects on the supply and demand sides and feedback between them, I theoretically derive determinants of the gender pay gap that comprise doctoral and occupational characteristics. Using data from a representative German panel study of the 2014 doctoral graduation cohort, I analyse the gender pay gap two years after graduation. I apply linear regression on the logarithmic gross monthly earnings and Oaxaca-Blinder de-composition to examine the explanatory contribution of the determinants to the gender pay gap. The anal-yses reveal that female graduates earn 27.2 % less than male graduates two years after graduation. Male graduates being paid a premium outside academia partly drives this gender pay gap. The considered deter-minants largely explain the overall gender pay gap, the most important determinants being working hours, doctoral subject, industry, professional experience gained after graduation, company size, and academic employment. The results offer new insights on the determinants of the early career gender pay gap among doctoral graduates and thereby shed light on one dimension of gender inequalities in post-doctoral careers. N2 - Bisherige Forschung hat gezeigt, dass weibliche Promovierte weniger verdienen als männliche Promo-vierte. Die Determinanten dieses Gender Pay Gaps sind jedoch noch weitgehend unerforscht. Deshalb un-tersucht dieser Beitrag die Determinanten des Gender Pay Gaps von Promovierten in Deutschland, und zwar am Anfang ihrer Karriere. Auf der theoretischen Grundlage von Effekten auf der Angebots- und Nachfrageseite sowie Rückkopplungen zwischen diesen beiden Seiten leite ich Determinanten des Gender Pay Gaps ab, die Promotions- und Beschäftigungsmerkmale umfassen. Dabei verwende ich die Daten einer repräsentativen deutschen Panelstudie von Promovierten der Abschlusskohorte 2014 und betrachte den Gender Pay Gap zwei Jahre nach Promotionsabschluss. Ich wende lineare Regressionsanalysen der logarithmierten Bruttomonatseinkommen und eine Oaxaca-Blinder-Dekomposition an, um den Erklärungsbeitrag der Determinanten am Gender Pay Gap zu untersuchen. Die Analysen zeigen, dass weibliche Promovierte zwei Jahre nach der Promotion 27,2 % weniger verdienen als männliche Promovierte. Dieser Gender Pay Gap wird teilweise durch einen Lohnvorteil für männliche Promovierte außerhalb der Wissenschaft verursacht. Die betrachteten Determinanten erklären einen großen Teil des Gender Pay Gaps, dabei sind die Arbeitsstunden, das Promotionsfach, die Branche, die nach der Promotion erworbene Berufserfahrung, die Betriebsgröße und die Beschäftigung innerhalb der Wissenschaft die wichtigsten Determinanten. Zusammenfassend bieten die Ergebnisse neue Einblicke in die Determinanten des Gender Pay Gaps von Pro-movierten am Anfang ihrer Karriere und nehmen damit eine Dimension von geschlechtsspezifischen Un-gleichheiten in den Karrieren von Promovierten in den Blick. T3 - Würzburger Arbeitspapiere zur Politikwissenschaft und Soziologie (WAPS) - 12 KW - Doktor KW - Doktorgrad KW - Promotion KW - Postdoc KW - Geschlecht KW - Geschlechtsunterschied KW - Einkommensunterschied KW - Einkommen KW - Berufsanfang KW - Ungleichheit KW - Soziale Ungleichheit KW - Deutschland (Bundesrepublik) KW - Promovierte KW - Gender Pay Gap KW - Karriereeinstieg KW - Geschlechterungleichheit KW - Deutschland KW - doctoral graduates KW - gender pay gap KW - early career KW - gender inequality KW - Germany Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-216347 ER - TY - JOUR A1 - Scharf, Benedikt A1 - Braggio, Alessandro A1 - Stambini, Elia A1 - Giazotto, Francesco A1 - Hankiewicz, Ewelina M. T1 - Topological Josephson heat engine JF - Communications Physics N2 - Topological superconductors represent a fruitful playing ground for fundamental research as well as for potential applications in fault-tolerant quantum computing. Especially Josephson junctions based on topological superconductors remain intensely studied, both theoretically and experimentally. The characteristic property of these junctions is their 4-periodic ground-state fermion parity in the superconducting phase difference. Using such topological Josephson junctions, we introduce the concept of a topological Josephson heat engine. We discuss how this engine can be implemented as a Josephson-Stirling cycle in topological superconductors, thereby illustrating the potential of the intriguing and fruitful marriage between topology and coherent thermodynamics. It is shown that the Josephson-Stirling cycle constitutes a highly versatile thermodynamic machine with different modes of operation controlled by the cycle temperatures. Finally, the thermodynamic cycle reflects the hallmark 4 pi -periodicity of topological Josephson junctions and could therefore be envisioned as a complementary approach to test topological superconductivity. Topological superconductors are expected to be a key component of quantum computing systems but reliably detecting their exotic properties is a challenge. Here, the authors propose a topological Josephson heat engine which uses thermodynamic effects to probe the 4 pi -periodic ground state of a topological superconductor. KW - superconductivity Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-230603 VL - 3 ER - TY - JOUR A1 - Balkenhol, Johannes A1 - Kaltdorf, Kristin V. A1 - Mammadova-Bach, Elmina A1 - Braun, Attila A1 - Nieswandt, Bernhard A1 - Dittrich, Marcus A1 - Dandekar, Thomas T1 - Comparison of the central human and mouse platelet signaling cascade by systems biological analysis JF - BMC Genomics N2 - Background Understanding the molecular mechanisms of platelet activation and aggregation is of high interest for basic and clinical hemostasis and thrombosis research. The central platelet protein interaction network is involved in major responses to exogenous factors. This is defined by systemsbiological pathway analysis as the central regulating signaling cascade of platelets (CC). Results The CC is systematically compared here between mouse and human and major differences were found. Genetic differences were analysed comparing orthologous human and mouse genes. We next analyzed different expression levels of mRNAs. Considering 4 mouse and 7 human high-quality proteome data sets, we identified then those major mRNA expression differences (81%) which were supported by proteome data. CC is conserved regarding genetic completeness, but we observed major differences in mRNA and protein levels between both species. Looking at central interactors, human PLCB2, MMP9, BDNF, ITPR3 and SLC25A6 (always Entrez notation) show absence in all murine datasets. CC interactors GNG12, PRKCE and ADCY9 occur only in mice. Looking at the common proteins, TLN1, CALM3, PRKCB, APP, SOD2 and TIMP1 are higher abundant in human, whereas RASGRP2, ITGB2, MYL9, EIF4EBP1, ADAM17, ARRB2, CD9 and ZYX are higher abundant in mouse. Pivotal kinase SRC shows different regulation on mRNA and protein level as well as ADP receptor P2RY12. Conclusions Our results highlight species-specific differences in platelet signaling and points of specific fine-tuning in human platelets as well as murine-specific signaling differences. KW - interspecies comparison KW - transcriptome KW - proteome KW - platelet KW - network KW - signaling KW - mouse KW - human KW - interactome KW - cascade Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-230377 VL - 21 ER - TY - JOUR A1 - Schlegel, Jan A1 - Sauer, Markus T1 - Hochaufgelöste Visualisierung einzelner Moleküle auf ganzen Zellen JF - BIOspektrum N2 - Biological systems are dynamic and three-dimensional but many techniques allow only static and two-dimensional observation of cells. We used three-dimensional (3D) lattice light-sheet single-molecule localization microscopy (dSTORM) to investigate the complex interactions and distribution of single molecules in the plasma membrane of whole cells. Different receptor densities of the adhesion receptor CD56 at different parts of the cell highlight the importance and need of three-dimensional observation and analysis techniques. KW - Visualisierung KW - Moleküle KW - Zellen Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-232365 SN - 0947-0867 VL - 7 ER - TY - THES A1 - Heil, Hannah Sophie T1 - Sharpening super-resolution by single molecule localization microscopy in front of a tuned mirror T1 - Einzelmolekül-Lokalisationsmikroskopie vor einem abgestimmten Spiegel zur Auflösungsverbesserung N2 - The „Resolution Revolution" in fluorescence microscopy over the last decade has given rise to a variety of techniques that allow imaging beyond the diffraction limit with a resolution power down into the nanometer range. With this, the field of so-called super-resolution microscopy was born. It allows to visualize cellular architecture at a molecular level and thereby achieve a resolution level that had been previously only accessible by electron microscopy approaches. One of these promising techniques is single molecule localization microscopy (SMLM) in its most varied forms such as direct stochastic optical reconstruction microscopy (dSTORM) which are based on the temporal separation of the emission of individual fluorophores. Localization analysis of the subsequently taken images of single emitters eventually allows to reconstruct an image containing super-resolution information down to typically 20 nm in a cellular setting. The key point here is the localization precision, which mainly depends on the image contrast generated the by the individual fluorophore’s emission. Thus, measures to enhance the signal intensity or reduce the signal background allow to increase the image resolution achieved by dSTORM. In my thesis, this is achieved by simply adding a reflective metal-dielectric nano-coating to the microscopy coverslip that serves as a tunable nano-mirror. I have demonstrated that such metal-dielectric coatings provide higher photon yield at lower background and thus substantially improve SMLM performance by a significantly increased localization precision, and thus ultimately higher image resolution. The strength of this approach is that ─ except for the coated cover glass ─ no specialized setup is required. The biocompatible metal-dielectric nano-coatings are fabricated directly on microscopy coverslips and have a simple three-ply design permitting straightforward implementation into a conventional fluorescence microscope. The introduced improved lateral resolution with such mirror-enhanced STORM (meSTORM) not only allows to exceed Widefield and Total Internal Reflection Fluorescence (TIRF) dSTORM performance, but also offers the possibility to measure in a simplified setup as it does not require a special TIRF objective lens. The resolution improvement achieved with meSTORM is both spectrally and spatially tunable and thus allows for dual-color approaches on the one hand, and selectively highlighting region above the cover glass on the other hand, as demonstrated here. Beyond lateral resolution enhancement, the clear-cut profile of the highlighted region provides additional access to the axial dimension. As shown in my thesis, this allows for example to assess the three-dimensional architecture of the intracellular microtubule network by translating the local localization uncertainty to a relative axial position. Even beyond meSTORM, a wide range of membrane or surface imaging applications may benefit from the selective highlighting and fluorescence enhancing provided by the metal-dielectric nano-coatings. This includes for example, among others, live-cell Fluorescence Correlation Spectroscopy and Fluorescence Resonance Energy Transfer studies as recently demonstrated. N2 - Die „Auflösungsrevolution" in der Fluoreszenzmikroskopie hat während des letzten Jahrzehnts eine Vielzahl von Techniken hervorgebracht, die es ermöglichen, das Beugungslimit zu überschreiten und eine Bildauflösung bis in den Nanometerbereich zu erreichen. Die Entwicklung der sogenannten superhochauflösenden Fluoreszenzmikroskopie ermöglicht es die zelluläre Architektur auf molekularer Ebene zu visualisieren und erreicht damit ein Auflösungsvermögen, wie es bisher nur mit elektronenmikroskopischen Ansätzen möglich war. Der Begriff Einzelmolekül-Lokalisationsmikroskopie fasst zum Beispiel eine Vielzahl der unterschiedlichsten Ansätze zusammen. Wie zum Beispiel auch die direkte stochastische optische Rekonstruktionsmikroskopie (dSTORM) basieren diese auf der zeitlichen Trennung der Emission einzelner Fluorophore. Die Lokalisierungsanalyse der so aufgenommenen Bilder von einzelnen Emittern ermöglicht schließlich die Rekonstruktion eines superhochaufgelösten Bildes, das eine Auflösung von typischerweise 20 nm in einer zellularen Umgebung erreicht. Der entscheidende Punkt ist hierbei die Lokalisierungsgenauigkeit, die hauptsächlich vom Bildkontrast abhängt. Eine Erhöhung der Signalintensität oder Reduzierung des Signalhintergrunds ermöglichen es daher, die mit dSTORM erzielte Bildauflösung zu erhöhen. In meiner Dissertation wird dies durch eine einfache reflektierende metalldielektrische Nanobeschichtung auf dem Mikroskop-Deckglas erreicht, das so als abstimmbarer Nanospiegel dient. Ich zeige in dieser Arbeit, dass solche metalldielektrischen Beschichtungen eine höhere Photonenausbeute bei niedrigerem Hintergrund liefern und somit die SMLM-Leistung durch eine signifikant erhöhte Lokalisierungsgenauigkeit und damit letztendlich einer höheren Bildauflösung wesentlich verbessern. Die Stärke dieses Ansatzes besteht darin, dass mit Ausnahme des beschichteten Deckglases keine spezielle Anpassung des experimentellen Aufbaus erforderlich ist. Die biokompatiblen metallisch-dielektrischen Nanobeschichtungen mit einem einfachen dreischichtigen Design werden direkt auf Mikroskop-Deckgläsern hergestellt, was eine direkte Implementierung in ein herkömmliches Fluoreszenzmikroskop ermöglicht. Die mit diesem spiegelverstärkten STORM (meSTORM) eingeführte verbesserte laterale Auflösung ermöglicht es nicht nur, die Bildauflösung von Weitfeld und Total Internal Reflection Fluorescence (TIRF) dSTORM zu übertreffen, sondern bietet auch die Möglichkeit, in einem vereinfachten Aufbau zu messen, da kein spezielles TIRF-Objektiv erforderlich ist. Die mit meSTORM erzielte Auflösungsverbesserung ist sowohl spektral als auch räumlich abstimmbar und ermöglicht so einerseits zweifarbige Bildgebung und andererseits eine gezielte Hervorhebung eines bestimmten Bereichs über dem Deckglas. Über die Verbesserung der lateralen Auflösung hinaus bietet das klare Profil des Verstärkungseffekts zusätzliche Information über die axiale Position. Wie in meiner Dissertation gezeigt, kann damit beispielsweise die dreidimensionale Architektur des intrazellulären Mikrotubuli-Netzwerks aufgelöst werden, indem die lokale Lokalisierungsunsicherheit in eine relative axiale Position übersetzt wird. Über meSTORM hinaus kann die selektive Hervorhebung und Fluoreszenzverstärkung durch die metalldielektrischen Nanobeschichtungen für eine Vielzahl von Membran- oder Oberflächenabbildungsanwendungen von Vorteil sein. Dies umfasst unter anderem Anwendungen wie die Fluoreszenzkorrelationsspektroskopie in lebenden Zellen und Fluoreszenzresonanz-energietransfer, wie bereits kürzlich gezeigt wurde. KW - Fluoreszenz KW - Einzelmolekülmikroskopie KW - Fluoreszenzmikroskopie KW - Nanofabrikation KW - Nanofabrication KW - Super-resolution microsopy KW - Superhochauflösende Mikroskopie Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-204329 ER - TY - JOUR A1 - Li, Ningbo A1 - Guan, Lianwu A1 - Gao, Yanbin A1 - Du, Shitong A1 - Wu, Menghao A1 - Guang, Xingxing A1 - Cong, Xiaodan T1 - Indoor and outdoor low-cost seamless integrated navigation system based on the integration of INS/GNSS/LIDAR system JF - Remote Sensing N2 - Global Navigation Satellite System (GNSS) provides accurate positioning data for vehicular navigation in open outdoor environment. In an indoor environment, Light Detection and Ranging (LIDAR) Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) establishes a two-dimensional map and provides positioning data. However, LIDAR can only provide relative positioning data and it cannot directly provide the latitude and longitude of the current position. As a consequence, GNSS/Inertial Navigation System (INS) integrated navigation could be employed in outdoors, while the indoors part makes use of INS/LIDAR integrated navigation and the corresponding switching navigation will make the indoor and outdoor positioning consistent. In addition, when the vehicle enters the garage, the GNSS signal will be blurred for a while and then disappeared. Ambiguous GNSS satellite signals will lead to the continuous distortion or overall drift of the positioning trajectory in the indoor condition. Therefore, an INS/LIDAR seamless integrated navigation algorithm and a switching algorithm based on vehicle navigation system are designed. According to the experimental data, the positioning accuracy of the INS/LIDAR navigation algorithm in the simulated environmental experiment is 50% higher than that of the Dead Reckoning (DR) algorithm. Besides, the switching algorithm developed based on the INS/LIDAR integrated navigation algorithm can achieve 80% success rate in navigation mode switching. KW - vehicular navigation KW - GNSS/INS integrated navigation KW - INS/LIDAR integrated navigation KW - switching navigation Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-216229 SN - 2072-4292 VL - 12 IS - 19 ER - TY - JOUR A1 - Fofanov, Mikhail V. A1 - Prokopov, Dmitry Yu. A1 - Kuhl, Heiner A1 - Schartl, Manfred A1 - Trifonov, Vladimir A. T1 - Evolution of microRNA biogenesis genes in the sterlet (Acipenser ruthenus) and other polyploid vertebrates JF - International Journal of Molecular Sciences N2 - MicroRNAs play a crucial role in eukaryotic gene regulation. For a long time, only little was known about microRNA-based gene regulatory mechanisms in polyploid animal genomes due to difficulties of polyploid genome assembly. However, in recent years, several polyploid genomes of fish, amphibian, and even invertebrate species have been sequenced and assembled. Here we investigated several key microRNA-associated genes in the recently sequenced sterlet (Acipenser ruthenus) genome, whose lineage has undergone a whole genome duplication around 180 MYA. We show that two paralogs of drosha, dgcr8, xpo1, and xpo5 as well as most ago genes have been retained after the acipenserid-specific whole genome duplication, while ago1 and ago3 genes have lost one paralog. While most diploid vertebrates possess only a single copy of dicer1, we strikingly found four paralogs of this gene in the sterlet genome, derived from a tandem segmental duplication that occurred prior to the last whole genome duplication. ago1,3,4 and exportins1,5 look to be prone to additional segment duplications producing up to four-five paralog copies in ray-finned fishes. We demonstrate for the first time exon microsatellite amplification in the acipenserid drosha2 gene, resulting in a highly variable protein product, which may indicate sub- or neofunctionalization. Paralogous copies of most microRNA metabolism genes exhibit different expression profiles in various tissues and remain functional despite the rediploidization process. Subfunctionalization of microRNA processing gene paralogs may be beneficial for different pathways of microRNA metabolism. Genetic variability of microRNA processing genes may represent a substrate for natural selection, and, by increasing genetic plasticity, could facilitate adaptations to changing environments. KW - sturgeon KW - whole genome duplication KW - microRNA KW - gene duplications Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-285230 SN - 1422-0067 VL - 21 IS - 24 ER - TY - JOUR A1 - Naseem, Muhammad A1 - Osmanoğlu, Özge A1 - Kaltdorf, Martin A1 - Alblooshi, Afnan Ali M. A. A1 - Iqbal, Jibran A1 - Howari, Fares M. A1 - Srivastava, Mugdha A1 - Dandekar, Thomas T1 - Integrated framework of the immune-defense transcriptional signatures in the Arabidopsis shoot apical meristem JF - International Journal of Molecular Sciences N2 - The growing tips of plants grow sterile; therefore, disease-free plants can be generated from them. How plants safeguard growing apices from pathogen infection is still a mystery. The shoot apical meristem (SAM) is one of the three stem cells niches that give rise to the above ground plant organs. This is very well explored; however, how signaling networks orchestrate immune responses against pathogen infections in the SAM remains unclear. To reconstruct a transcriptional framework of the differentially expressed genes (DEGs) pertaining to various SAM cellular populations, we acquired large-scale transcriptome datasets from the public repository Gene Expression Omnibus (GEO). We identify here distinct sets of genes for various SAM cellular populations that are enriched in immune functions, such as immune defense, pathogen infection, biotic stress, and response to salicylic acid and jasmonic acid and their biosynthetic pathways in the SAM. We further linked those immune genes to their respective proteins and identify interactions among them by mapping a transcriptome-guided SAM-interactome. Furthermore, we compared stem-cells regulated transcriptome with innate immune responses in plants showing transcriptional separation among their DEGs in Arabidopsis. Besides unleashing a repertoire of immune-related genes in the SAM, our analysis provides a SAM-interactome that will help the community in designing functional experiments to study the specific defense dynamics of the SAM-cellular populations. Moreover, our study promotes the essence of large-scale omics data re-analysis, allowing a fresh look at the SAM-cellular transcriptome repurposing data-sets for new questions. KW - defense signaling KW - shoot apical meristem KW - CLV3p KW - meta-transcriptome KW - system inference KW - stem-cell-triggered immunity Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-285730 SN - 1422-0067 VL - 21 IS - 16 ER - TY - JOUR A1 - Doll, Julia A1 - Kolb, Susanne A1 - Schnapp, Linda A1 - Rad, Aboulfazl A1 - Rüschendorf, Franz A1 - Khan, Imran A1 - Adli, Abolfazl A1 - Hasanzadeh, Atefeh A1 - Liedtke, Daniel A1 - Knaup, Sabine A1 - Hofrichter, Michaela AH A1 - Müller, Tobias A1 - Dittrich, Marcus A1 - Kong, Il-Keun A1 - Kim, Hyung-Goo A1 - Haaf, Thomas A1 - Vona, Barbara T1 - Novel loss-of-function variants in CDC14A are associated with recessive sensorineural hearing loss in Iranian and Pakistani patients JF - International Journal of Molecular Sciences N2 - CDC14A encodes the Cell Division Cycle 14A protein and has been associated with autosomal recessive non-syndromic hearing loss (DFNB32), as well as hearing impairment and infertile male syndrome (HIIMS) since 2016. To date, only nine variants have been associated in patients whose initial symptoms included moderate-to-profound hearing impairment. Exome analysis of Iranian and Pakistani probands who both showed bilateral, sensorineural hearing loss revealed a novel splice site variant (c.1421+2T>C, p.?) that disrupts the splice donor site and a novel frameshift variant (c.1041dup, p.Ser348Glnfs*2) in the gene CDC14A, respectively. To evaluate the pathogenicity of both loss-of-function variants, we analyzed the effects of both variants on the RNA-level. The splice variant was characterized using a minigene assay. Altered expression levels due to the c.1041dup variant were assessed using RT-qPCR. In summary, cDNA analysis confirmed that the c.1421+2T>C variant activates a cryptic splice site, resulting in a truncated transcript (c.1414_1421del, p.Val472Leufs*20) and the c.1041dup variant results in a defective transcript that is likely degraded by nonsense-mediated mRNA decay. The present study functionally characterizes two variants and provides further confirmatory evidence that CDC14A is associated with a rare form of hereditary hearing loss. KW - CDC14A KW - DFNB32 KW - autosomal recessive hearing loss KW - exome sequencing KW - splicing KW - frameshift KW - non-sense mediated mRNA decay Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-285142 SN - 1422-0067 VL - 21 IS - 1 ER - TY - JOUR A1 - Stojanović, Stevan D. A1 - Fuchs, Maximilian A1 - Fiedler, Jan A1 - Xiao, Ke A1 - Meinecke, Anna A1 - Just, Annette A1 - Pich, Andreas A1 - Thum, Thomas A1 - Kunz, Meik T1 - Comprehensive bioinformatics identifies key microRNA players in ATG7-deficient lung fibroblasts JF - International Journal of Molecular Sciences N2 - Background: Deficient autophagy has been recently implicated as a driver of pulmonary fibrosis, yet bioinformatics approaches to study this cellular process are lacking. Autophagy-related 5 and 7 (ATG5/ATG7) are critical elements of macro-autophagy. However, an alternative ATG5/ATG7-independent macro-autophagy pathway was recently discovered, its regulation being unknown. Using a bioinformatics proteome profiling analysis of ATG7-deficient human fibroblasts, we aimed to identify key microRNA (miR) regulators in autophagy. Method: We have generated ATG7-knockout MRC-5 fibroblasts and performed mass spectrometry to generate a large-scale proteomics dataset. We further quantified the interactions between various proteins combining bioinformatics molecular network reconstruction and functional enrichment analysis. The predicted key regulatory miRs were validated via quantitative polymerase chain reaction. Results: The functional enrichment analysis of the 26 deregulated proteins showed decreased cellular trafficking, increased mitophagy and senescence as the major overarching processes in ATG7-deficient lung fibroblasts. The 26 proteins reconstitute a protein interactome of 46 nodes and miR-regulated interactome of 834 nodes. The miR network shows three functional cluster modules around miR-16-5p, miR-17-5p and let-7a-5p related to multiple deregulated proteins. Confirming these results in a biological setting, serially passaged wild-type and autophagy-deficient fibroblasts displayed senescence-dependent expression profiles of miR-16-5p and miR-17-5p. Conclusions: We have developed a bioinformatics proteome profiling approach that successfully identifies biologically relevant miR regulators from a proteomics dataset of the ATG-7-deficient milieu in lung fibroblasts, and thus may be used to elucidate key molecular players in complex fibrotic pathological processes. The approach is not limited to a specific cell-type and disease, thus highlighting its high relevance in proteome and non-coding RNA research. KW - bioinformatics KW - miR KW - proteomics KW - functional network analysis KW - senescence KW - lung fibrosis KW - autophagy Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-285181 SN - 1422-0067 VL - 21 IS - 11 ER - TY - JOUR A1 - Grimm, Oliver A1 - Weber, Heike A1 - Kittel-Schneider, Sarah A1 - Kranz, Thorsten M. A1 - Jacob, Christian P. A1 - Lesch, Klaus-Peter A1 - Reif, Andreas T1 - Impulsivity and Venturesomeness in an Adult ADHD Sample: Relation to Personality, Comorbidity, and Polygenic Risk JF - Frontiers in Psychiatry N2 - While impulsivity is a basic feature of attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD), no study explored the effect of different components of the Impulsiveness (Imp) and Venturesomeness (Vent) scale (IV7) on psychiatric comorbidities and an ADHD polygenic risk score (PRS). We used the IV7 self-report scale in an adult ADHD sample of 903 patients, 70% suffering from additional comorbid disorders, and in a subsample of 435 genotyped patients. Venturesomeness, unlike immediate Impulsivity, is not specific to ADHD. We consequently analyzed the influence of Imp and Vent also in the context of a PRS on psychiatric comorbidities of ADHD. Vent shows a distinctly different distribution of comorbidities, e.g., less anxiety and depression. PRS showed no effect on different ADHD comorbidities, but correlated with childhood hyperactivity. In a complementary analysis using principal component analysis with Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, Fourth Edition ADHD criteria, revised NEO Personality Inventory, Imp, Vent, and PRS, we identified three ADHD subtypes. These are an impulsive–neurotic type, an adventurous–hyperactive type with a stronger genetic component, and an anxious–inattentive type. Our study thus suggests the importance of adventurousness and the differential consideration of impulsivity in ADHD. The genetic risk is distributed differently between these subtypes, which underlines the importance of clinically motivated subtyping. Impulsivity subtyping might give insights into the organization of comorbid disorders in ADHD and different genetic background. KW - impulsivity KW - ADHD KW - polygenic risk score KW - venturesomeness KW - substance abuse disorder KW - attention KW - hyperactivity Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-219751 SN - 1664-0640 VL - 11 ER - TY - JOUR A1 - Oehler, Beatrice A1 - Kloka, Jan A1 - Mohammadi, Milad A1 - Ben-Kraiem, Adel A1 - Rittner, Heike L. T1 - D-4F, an ApoA-I mimetic peptide ameliorating TRPA1-mediated nocifensive behaviour in a model of neurogenic inflammation JF - Molecular Pain N2 - Background High doses of capsaicin are recommended for the treatment of neuropathic pain. However, low doses evoke mechanical hypersensitivity. Activation of the capsaicin chemosensor transient receptor potential vanilloid 1 (TRPV1) induces neurogenic inflammation. In addition to the release of pro-inflammatory mediators, reactive oxygen species are produced. These highly reactive molecules generate oxidised phospholipids and 4-hydroxynonenal (4-HNE) which then directly activate TRP ankyrin 1 (TRPA1). The apolipoprotein A-I mimetic peptide D-4F neutralises oxidised phospholipids. Here, we asked whether D-4F ameliorates neurogenic hypersensitivity in rodents by targeting reactive oxygen species and 4-HNE in the capsaicin-evoked pain model. Results Co-application of D-4F ameliorated capsaicin-induced mechanical hypersensitivity and allodynia as well as persistent heat hypersensitivity measured by Randell–Selitto, von Frey and Hargreaves test, respectively. In addition, mechanical hypersensitivity was blocked after co-injection of D-4F with the reactive oxygen species analogue H2O2 or 4-HNE. In vitro studies on dorsal root ganglion neurons and stably transfected cell lines revealed a TRPA1-dependent inhibition of the calcium influx when agonists were pre-incubated with D-4F. The capsaicin-induced calcium influx in TRPV1-expressing cell lines and dorsal root ganglion neurons sustained in the presence of D-4F. Conclusions D-4F is a promising compound to ameliorate TRPA1-dependent hypersensitivity during neurogenic inflammation. KW - TRPA1 KW - capsaicin KW - reactive oxygen species KW - oxidised lipids KW - pain KW - targeting Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-236061 VL - 16 ER - TY - JOUR A1 - Horvat, Sonja A1 - Vogel, Patrick A1 - Kampf, Thomas A1 - Brandl, Andreas A1 - Alshamsan, Aws A1 - Alhadlaq, Hisham A. A1 - Ahamed, Maqusood A1 - Albrecht, Krystyna A1 - Behr, Volker C. A1 - Beilhack, Andreas A1 - Groll, Jürgen T1 - Crosslinked Coating Improves the Signal‐to‐Noise Ratio of Iron Oxide Nanoparticles in Magnetic Particle Imaging (MPI) JF - ChemNanoMat N2 - Magnetic particle imaging is an emerging tomographic method used for evaluation of the spatial distribution of iron‐oxide nanoparticles. In this work, the effect of the polymer coating on the response of particles was studied. Particles with covalently crosslinked coating showed improved signal and image resolution. KW - crosslinked coating KW - imaging agents KW - magnetic properties KW - MPI KW - MPS Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-214718 VL - 6 IS - 5 SP - 755 EP - 758 ER - TY - JOUR A1 - Hesselbach, Hannah A1 - Seeger, Johannes A1 - Schilcher, Felix A1 - Ankenbrand, Markus A1 - Scheiner, Ricarda T1 - Chronic exposure to the pesticide flupyradifurone can lead to premature onset of foraging in honeybees Apis mellifera JF - Journal of Applied Ecology N2 - 1.Honeybees Apis mellifera and other pollinating insects suffer from pesticides in agricultural landscapes. Flupyradifurone is the active ingredient of a novel pesticide by the name of ‘Sivanto’, introduced by Bayer AG (Crop Science Division, Monheim am Rhein, Germany). It is recommended against sucking insects and marketed as ‘harmless’ to honeybees. Flupyradifurone binds to nicotinergic acetylcholine receptors like neonicotinoids, but it has a different mode of action. So far, little is known on how sublethal flupyradifurone doses affect honeybees. 2. We chronically applied a sublethal and field‐realistic concentration of flupyradifurone to test for long‐term effects on flight behaviour using radio‐frequency identification. We examined haematoxylin/eosin‐stained brains of flupyradifurone‐treated bees to investigate possible changes in brain morphology and brain damage. 3. A field‐realistic flupyradifurone dose of approximately 1.0 μg/bee/day significantly increased mortality. Pesticide‐treated bees initiated foraging earlier than control bees. No morphological damage in the brain was observed. 4. Synthesis and applications. The early onset of foraging induced by a chronical application of flupyradifurone could be disadvantageous for honeybee colonies, reducing the period of in‐hive tasks and life expectancy of individuals. Radio‐frequency identification technology is a valuable tool for studying pesticide effects on lifetime foraging behaviour of insects. KW - radiofrequency identification KW - flight behaviour KW - flupyradifurone KW - foraging KW - histology KW - honeybee KW - insecticide KW - mortality Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-212769 VL - 57 IS - 3 ER - TY - JOUR A1 - Esser, Peter A1 - Mehnert‐Theuerkauf, Anja A1 - Friedrich, Michael A1 - Johansen, Christoffer A1 - Brähler, Elmar A1 - Faller, Hermann A1 - Härter, Martin A1 - Koch, Uwe A1 - Schulz, Holger A1 - Wegscheider, Karl A1 - Weis, Joachim A1 - Kuba, Katharina A1 - Hinz, Andreas A1 - Hartung, Tim T1 - Risk and associated factors of depression and anxiety in men with prostate cancer: Results from a German multicenter study JF - Psycho‐Oncology N2 - Objective In order to optimize psycho‐oncological care, studies that quantify the extent of distress and identify certain risk groups are needed. Among patients with prostate cancer (PCa), findings on depression and anxiety are limited. Methods We analyzed data of PCa patients selected from a German multi‐center study. Depression and anxiety were assessed with the PHQ‐9 and the GAD‐7 (cut‐off ≥7). We provided physical symptom burden, calculated absolute and relative risk (AR and RR) of depression and anxiety across patient subsets and between patients and the general population (GP) and tested age as a moderator within the relationship of disease‐specific symptoms with depression and anxiety. Results Among 636 participants, the majority reported disease‐specific problems (sexuality: 60%; urination: 52%). AR for depression and anxiety was 23% and 22%, respectively. Significant RR were small, with higher risks of distress in patients who are younger (eg, RR\(_{depression}\) = 1.15; 95%‐CI: 1.06‐1.26), treated with chemotherapy (RR\(_{depression}\)n = 1.46; 95%‐CI: 1.09‐1.96) or having metastases (RR\(_{depression}\) = 1.30; 95%‐CI: 1.02‐1.65). Risk of distress was slightly elevated compared to GP (eg, RR\(_{depression}\) = 1.13; 95%‐CI: 1.07‐1.19). Age moderated the relationship between symptoms and anxiety (B\(_{urination}\) = −0.10, P = .02; B\(_{sexuality}\) = −0.11, P = .01). Conclusions Younger patients, those with metastases or treatment with chemotherapy seem to be at elevated risk for distress and should be closely monitored. Many patients suffer from disease‐specific symptom burden, by which younger patients seem to be particularly distressed. Support of coping mechanisms associated with disease‐specific symptom burden seems warranted. KW - anxiety KW - cancer KW - depression KW - oncology KW - prostatic neoplasms Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-218277 VL - 29 IS - 10 SP - 1604 EP - 1612 ER - TY - THES A1 - Hofmann, Johannes Stephan T1 - On the interplay of topology and interaction: A quantum Monte Carlo study T1 - Über das Zusammenspiel von Topologie und Wechselwirkung: Eine Quanten-Monte-Carlo Studie N2 - Adding interactions to topological (non-)trivial free fermion systems can in general have four different effects: (i) In symmetry protected topological band insulators, the correlations may lead to the spontaneous breaking of some protecting symmetries by long-range order that gaps the topological boundary modes. (ii) In free fermion (semi-)metal, the interaction could vice versa also generate long-range order that in turn induces a topological mass term and thus generates non-trivial phases dynamically. (iii) Correlation might reduce the topological classification of free fermion systems by allowing adiabatic deformations between states of formerly distinct phases. (iv) Interaction can generate long-range entangled topological order in states such as quantum spin liquids or fractional quantum Hall states that cannot be represented by non-interacting systems. During the course of this thesis, we use numerically exact quantum Monte Carlo algorithms to study various model systems that (potentially) represent one of the four scenarios, respectively. First, we investigate a two-dimensional $d_{xy}$-wave, spin-singlet superconductor, which is relevant for high-$T_c$ materials such as the cuprates. This model represents nodal topological superconductors and exhibits chiral flat-band edge states that are protected by time-reversal and translational invariance. We introduce the conventional Hubbard interaction along the edge in order to study their stability with respect to correlations and find ferromagnetic order in case of repulsive interaction as well as charge-density-wave order and/or additional $i$s-wave pairing for attractive couplings. A mean-field analysis that, for the first time, is formulated in terms of the Majorana edge modes suggests that any order has normal and superconducting contributions. For example, the ferromagnetic order appears in linear superposition with triplet pairing. This finding is well confirmed by the numerically exact quantum Monte Carlo investigation. Second, we consider spinless electrons on a two-dimensional Lieb lattice that are subject to nearest-neighbor Coulomb repulsion. The low energy modes of the free fermion part constitute a spin-$1$ Dirac cone that might be gapped by several mass terms. One option breaks time-reversal symmetry and generates a topological Chern insulator, which mainly motivated this study. We employ two flavors of quantum Monte Carlo methods and find instead the formation of charge-density-wave order that breaks particle-hole symmetry. Additionally, due to sublattices of unequal size in Lieb lattices, this induces a finite chemical potential that drives the system away from half-filling. We argue that this mechanism potentially extends the range of solvable models with finite doping by coupling the Lieb lattice to the target system of interest. Third, we construct a system with four layers of a topological insulators and interlayer correlation that respects one independent time-reversal and a unitary $\mathbb{Z}_2$ symmetry. Previous studies claim a reduced topological classification from $\mathbb{Z}$ to $\mathbb{Z}_4$, for example by gapping out degenerate zero modes in topological defects once the correlation term is designed properly. Our interaction is chosen according to this analysis such that there should exist an adiabatic deformation between states whose topological invariant differs by $\Delta w=\pm4$ in the free fermion classification. We use a projective quantum Monte Carlo algorithm to determine the ground-state phase diagram and find a symmetry breaking regime, in addition to the non-interacting semi-metal, that separates the free fermion insulators. Frustration reduces the size of the long-range ordered region until it is replaced by a first order phase transition. Within the investigated range of parameters, there is no adiabatic path deforming the formerly distinct free fermion states into each other. We conclude that the prescribed reduction rules, which often use the bulk-boundary correspondence, are necessary but not sufficient and require a more careful investigation. Fourth, we study conduction electron on a honeycomb lattice that form a Dirac semi-metal Kondo coupled to spin-1/2 degrees of freedom on a Kagome lattice. The local moments are described by a variant of the Balents-Fisher-Girvin model that has been shown to host a ferromagnetic phase and a $\mathbb{Z}_2$ spin liquid at strong frustration. Here, we report the first numerical exact quantum Monte Carlo simulation of the Kondo-coupled system that does not exhibit the negative-sign problem. When the local moments form a ferromagnet, the Kondo coupling induces an anti-ferromagnetic mass term in the conduction-electron system. At large frustration, the Dirac cone remains massless and the spin system forms a $\mathbb{Z}_2$ spin liquid. Owing to the odd number of spins per unit cell, this constitutes a non-Fermi liquid that violates Luttinger's theorem which relates the Fermi volume to the particle density in a Fermi liquid. This phase is a specific realization of the so called 'fractional Fermi liquid` as it has been first introduced in the context of heavy fermion models. N2 - Durch Hinzufügen von Wechselwirkungen zu topologisch (nicht-)trivialen, freien Fermion-systemen können im Allgemeinen vier verschiedene Effekte entstehen: (i) Im Fall von symmetriegeschützen topologischen Bandisolatoren können Korrelationen durch langreichweitige Ordnung einige der schützenden Symmetrien spontan brechen, sodass die topologischen Randzustände eine Bandlücken aufweisen. (ii) In (Halb-)metallen mit freien Elektronen können Wechselwirkungen im Gegenzug langreichweitige Ordnung erzeugen, welche wiederum einen topologischen Massenterm induzieren und so eine nicht-triviale Phase dynamisch erzeugen. (iii) Korrelationen können außerdem zur Reduktion der topologischen Klassifikation freier Fermionsystemen führen, indem sie adiabatische Manipulationen zwischen zuvor verschiedenen Zuständen ermöglichen. (iv) Wechselwirkungen können langreichweitig verschränkte topologische Ordnung in Zuständen wie Quanten-Spin-Flüssigkeiten oder fraktionellen Quanten-Hall-Zuständen erzeugen, die nicht durch wechselwirkungsfreie Systeme dargestellt werden können. Im Laufe dieser Dissertation benutzen wir numerisch-exakte Quanten-Monte-Carlo Algorithmen um verschiedene Modelsysteme zu untersuchen, die (potentiell) eines der vier Szenarien darstellen. Als Erstes untersuchen wir zwei-dimensionale, $d_{xy}$-Wellen, spin-singlet Supraleiter, die relevant für Hochtemperatur-Supraleiter wie den Cupraten sind. Dieses Model repräsentiert lückenlose Supraleiter und weist chirale dispersionslose Randzustände auf, die durch Zeitumkehr- und Translationssymmetrie geschützt sind. Wir führen die übliche Hubbard-Wechselwirkung entlang des Randes ein um die Stabilität in Bezug auf Korrelationen zu untersuchen und beobachten ferromagnetische Ordnung im Fall von repulsiven Wechselwirkungen sowie Ladungsdichtewellen und/oder zusätzliche $i$s-Wellen-Paarung bei attraktiven Kopplungen. Eine Molekularfeldanalyse, die zum ersten Mal bezüglich der Majorana Randzuständen formuliert wird, deutet an, dass jede Ordnung normale und supraleitende Beiträge enthält. Diese Erkenntnis wird durch die numerisch-exakte Quanten-Monte-Carlo Untersuchung gut bestätigt. Als Zweites betrachten wir spinlose Elektronen auf einem zwei-dimensionalen Lieb-Gitter die der nächsten-Nachbar Coulombwechselwirkung ausgesetzt sind. Die Niedrigenergiemoden des freien Teilsystems bilden Spin-$1$ Dirac-Fermionen mit verschiedenen möglichen Massentermen. Bei einem davon wird die Zeitumkehrsymmetrie gebrochen und ein topologischer Chern-Isolator erzeugt, was die Hauptmotivation dieser Untersuchen darstellt. Wir verwenden zwei verschiedene Arten der Quanten-Monte-Carlo Methoden und finden stattdessen die Bildung von Ladungsdichtewellenordnung, welche die Teilchen-Loch-Symmetrie bricht. Zusätzlich führt dies, durch die verschieden großen Untergitter die Lieb-Gitters, zu einem endlichen chemischen Potential und treibt das System weg von Halbfüllung. Wir argumentieren, dass dieser Mechanismus möglicherweise die Breite von lösbaren Modellen mit endlicher Dotierung erweitert, indem das Lieb-Gitter an das Zielmodel von Interesse angekoppelt wird. Als Drittes konstruieren wir ein System, bestehend aus vier Schichten eines topologischen Isolators, mit Wechselwirkungen zwischen den Schichten, das eine unabhängige Zeitumkehr- und eine unitäre $\mathbb{Z}_2$ Symmetrie respektiert. Vorangegangene Untersuchungen legen nahe eine von $\mathbb{Z}$ auf $\mathbb{Z}_4$ reduzierte topologische Klassifikation, zum Beispiel durch das Aufspalten entarteter Nullmoden in topologischen Defekten, sofern die Korrelationen entsprechend entworfen wurden. Unsere Wechselwirkungen sind den Regeln dieser Analysis folgend gewählt, sodass ein adiabatischer Pfad zwischen Zuständen, deren topologische Quantenzahl sich um $\Delta q=\pm4$ unterscheiden, existieren sollte. Wir benutzen einen projektiven Quanten-Monte-Carlo Algorithmus um das Phasendiagramm des Grundzustandes zu bestimmen und erhalten, zusätzlich zum nicht-wechselwirkenden Halbleiter, einen symmetriegebrochenen Bereich der die nicht-wechselwirkenden Isolatoren voneinander trennt. Frustration reduziert die Größe dieser Region mit langreichweitiger Ordnung bis sie durch einen Phasenübergang erster Ordnung ersetzt wird. Im betrachteten Parameterbereich gibt es keinen adiabatischen Pfad, der zuvor verschiedene nicht-wechselwirkende Zustände ineinander überführt. Wir schließen daraus, dass die beschriebenen Regel zur Reduktion, die oft die Korrespondenz zwischen dem Probeninneren und dem Rand verwenden, notwendig aber nicht hinreichend sind und dass es hierzu weiterer Studien bedarf. Als Viertes betrachten wir Leitungselektronen auf einem Honigwabengitter, die einen Dirac Halbleiter verkörpern, und Kondo-gekoppeln diese mit Spin-$1/2$ Freiheitsgraden auf einem Kagomegitter. Die lokalen Momente werden durch eine Variante des Balents-Fisher-Girvin Models beschrieben, welches nachweislich eine ferromagnetische Phase und eine $\mathbb{Z}_2$ Spinflüssigkeit bei starker Frustration beherbergt. Wir berichten hier über die erste numerisch-exakte Quanten-Monte-Carlo Simulation des Kondo-gekoppelten Systems, die kein negatives Vorzeichenproblem aufweist. Wenn die lokalen Momente einen Ferromagneten bilden, überträgt dies einen antiferromagnetischen Massenterm auf das System der Leitungselektronen. Bei starker Frustration bleiben die Dirac-Fermionen masselos und das Spinsystem bildet eine $\mathbb{Z}_2$ Spinflüssigkeit. Aufgrund der ungeraden Anzahl von Spin-Freiheitsgraden pro Einheitszelle stellt dies keine Fermiflüssigkeit dar und verletzt das Theorem von Luttinger, dass das Fermivolumen mit der Teilchendichte der Fermiflüssigkeit verbindet. Diese Phase ist eine spezielle Realisation der sogenannten `fraktionellen Fermiflüssigkeit' die zuerst im Zusammenhang mit Schwerfermion-Systeme eingeführt worden ist. KW - Monte-Carlo-Simulation KW - Kondensierte Materie KW - Topologie KW - Stark-korrelierte Elektronsysteme Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-205071 ER - TY - JOUR A1 - Mühlberg, Eric A1 - Umstätter, Florian A1 - Domhan, Cornelius A1 - Hertlein, Tobias A1 - Ohlsen, Knut A1 - Krause, Andreas A1 - Kleist, Christian A1 - Beijer, Barbro A1 - Zimmermann, Stefan A1 - Haberkorn, Uwe A1 - Mier, Walter A1 - Uhl, Philipp T1 - Vancomycin-lipopeptide conjugates with high antimicrobial activity on vancomycin-resistant enterococci JF - Pharmaceuticals N2 - Multidrug-resistant bacteria represent one of the most important health care problems worldwide. While there are numerous drugs available for standard therapy, there are only a few compounds capable of serving as a last resort for severe infections. Therefore, approaches to control multidrug-resistant bacteria must be implemented. Here, a strategy of reactivating the established glycopeptide antibiotic vancomycin by structural modification with polycationic peptides and subsequent fatty acid conjugation to overcome the resistance of multidrug-resistant bacteria was followed. This study especially focuses on the structure–activity relationship, depending on the modification site and fatty acid chain length. The synthesized conjugates showed high antimicrobial potential on vancomycin-resistant enterococci. We were able to demonstrate that the antimicrobial activity of the vancomycin-lipopeptide conjugates depends on the chain length of the attached fatty acid. All conjugates showed good cytocompatibility in vitro and in vivo. Radiolabeling enabled the in vivo determination of pharmacokinetics in Wistar rats by molecular imaging and biodistribution studies. An improved biodistribution profile in comparison to unmodified vancomycin was observed. While vancomycin is rapidly excreted by the kidneys, the most potent conjugate shows a hepatobiliary excretion profile. In conclusion, these results demonstrate the potential of the structural modification of already established antibiotics to provide highly active compounds for tackling multidrug-resistant bacteria. KW - antibiotics KW - multidrug-resistant bacteria KW - enterococci KW - vancomycin KW - structural modification KW - fatty acids KW - polycationic peptides Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-205879 SN - 1424-8247 VL - 13 IS - 6 ER - TY - THES A1 - Beyl, Stefan T1 - Hybrid Quantum Monte Carlo for Condensed Matter Models T1 - Hybrid-Quanten-Monte-Carlo für Modelle der kondensierten Materie N2 - In this thesis we consider the hybrid quantum Monte Carlo method for simulations of the Hubbard and Su-Schrieffer-Heeger model. In the first instance, we discuss the hybrid quantum Monte Carlo method for the Hubbard model on a square lattice. We point out potential ergodicity issues and provide a way to circumvent them by a complexification of the method. Furthermore, we compare the efficiency of the hybrid quantum Monte Carlo method with a well established determinantal quantum Monte Carlo method for simulations of the half-filled Hubbard model on square lattices. One reason why the hybrid quantum Monte Carlo method loses the comparison is that we do not observe the desired sub-quadratic scaling of the numerical effort. Afterwards we present a formulation of the hybrid quantum Monte Carlo method for the Su-Schrieffer-Heeger model in two dimensions. Electron-phonon models like this are in general very hard to simulate using other Monte Carlo methods in more than one dimensions. It turns out that the hybrid quantum Monte Carlo method is much better suited for this model . We achieve favorable scaling properties and provide a proof of concept. Subsequently, we use the hybrid quantum Monte Carlo method to investigate the Su-Schrieffer-Heeger model in detail at half-filling in two dimensions. We present numerical data for staggered valence bond order at small phonon frequencies and an antiferromagnetic order at high frequencies. Due to an O(4) symmetry the antiferromagnetic order is connected to a superconducting charge density wave. Considering the Su-Schrieffer-Heeger model without tight-binding hopping reveals an additional unconstrained Z_2 gauge theory. In this case, we find indications for π-fluxes and a possible Z_2 Dirac deconfined phase as well as for a columnar valence bond ordered state at low phonon energies. In our investigations of the several phase transitions we discuss the different possibilities for the underlying mechanisms and reveal first insights into a rich phase diagram. N2 - In der vorliegenden Arbeit betrachten wir die Hybrid-Quanten-Monte-Carlo-Methode für Simulationen des Hubbard- sowie des Su-Schrieffer-Heeger-Modells. Zunächst diskutieren wir die Hybrid-Quanten-Monte-Carlo-Methode am Beispiel des Hubbard-Modells auf dem Quadratgitter. Wir zeigen mögliche Ergodizitätsprobleme auf und präsentieren eine Möglichkeit, diese durch Verwendung komplexwertiger Hilfsfelder zu vermeiden. Für Simulationen des halbgefüllten Hubbard-Modells auf Quadratgittern vergleichen wir die Effizienz der Hybrid-Quanten-Monte-Carlo-Methode mit der einer weit verbreiteten und gebräuchlichen Determinanten-Quanten-Monte-Carlo-Methode. Ein Grund für die Niederlage der Hybrid-Quanten-Monte-Carlo-Methode in diesem Vergleich ist die Skalierung des benötigten Rechenaufwandes. Die erhoffte sub-quadratische Skalierung in Abhängigkeit von Systemgröße und inverser Temperatur wird nicht beobachtet. Anschließend präsentieren wir eine Formulierung der Hybrid-Quanten-Monte-Carlo-Methode zur Untersuchung des halbgefüllten Su-Schrieffer-Heeger-Modells in zwei Dimensionen. Elektron-Phonon-Modelle wie dieses sind in mehr als einer Dimension für gewöhnlich mit anderen Quanten-Monte-Carlo-Methoden nur schwer simulierbar. Es stellt sich heraus, dass sich die Hybrid-Quanten-Monte-Carlo-Methode deutlich besser zur Simulation dieses Modells eignet. Wir erreichen eine vorteilhafte Skalierung des Rechenaufwandes und präsentieren einen Machbarkeitsnachweis. Folglich verwenden wir die Hybrid-Quanten-Monte-Carlo-Methode für nähere Untersuchungen des Su-Schrieffer-Heeger-Modells. Wir zeigen numerische Resultate für eine gestaffelte Ordnung aus Valenzbindungen bei kleinen Phononfrequenzen und für eine antiferromagnetischen Ordnung bei hohen Frequenzen. Aufgrund einer O(4)-Symmetrie ist die antiferromagnetische Ordnung mit einer supraleitenden Ladungsdichtewelle verknüpft. Ohne Tight-Binding-Hüpfparameter offenbart das Su-Schrieffer-Heeger-Modell eine zusätzliche spezielle Z_2 -Eichsymmetrie, die nicht den Satz von Gauß erfüllt. In diesem Fall finden wir Hinweise für einen π-Flux-Zustand. Bei niedrigen Phononenergien gibt es außerdem Anzeichen für einen möglichen Z_2 Dirac deconfined Zustand sowie eine spaltenweise Ordnung von Valenzbindungen. Bei Untersuchungen der Phasenübergänge beleuchten wir die möglichen Mechanismen, die den Übergängen zugrunde liegen. Zum Abschluss diskutieren wir das vielfältige Phasendiagramm, in welches wir erste Einblicke ermöglichen. KW - Monte-Carlo-Simulation KW - Elektron-Phonon-Wechselwirkung KW - Hubbard-Modell KW - Kondensierte Materie KW - Hybrid Quantum Monte Carlo KW - Su-Schrieffer-Heeger-Modell KW - SSH model Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-191225 ER - TY - JOUR A1 - Mainardi, Francesco A1 - Consiglio, Armando T1 - The Wright Functions of the Second Kind in Mathematical Physics JF - Mathematics N2 - In this review paper, we stress the importance of the higher transcendental Wright functions of the second kind in the framework of Mathematical Physics. We first start with the analytical properties of the classical Wright functions of which we distinguish two kinds. We then justify the relevance of the Wright functions of the second kind as fundamental solutions of the time-fractional diffusion-wave equations. Indeed, we think that this approach is the most accessible point of view for describing non-Gaussian stochastic processes and the transition from sub-diffusion processes to wave propagation. Through the sections of the text and suitable appendices, we plan to address the reader in this pathway towards the applications of the Wright functions of the second kind. KW - fractional calculus KW - Wright functions KW - Green’s functions KW - diffusion-wave equation KW - Laplace transform Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-207782 SN - 2227-7390 VL - 8 IS - 6 ER - TY - JOUR A1 - Verma, Shwetabh A1 - Kehrer, Tobias A1 - Hesser, Jürgen A1 - Arba Mosquera, Samuel T1 - Analysis of Impact of Humidity and Temperature on Excimer Laser Ablation of Polyethylene Terephthalate, Polymethylmethacrylate, and Porcine Corneal Tissue JF - Lasers in Surgery and Medicine N2 - Background and Objectives To analyze the impact of humidity and temperature on excimer laser ablation of polyethylene terephthalate (PET), polymethylmethacrylate (PMMA) and porcine corneal tissue, and an ablation model to compensate for the temperature and humidity changes on ablation efficiency. Study Design/Materials and Methods The study was conducted using an AMARIS 1050RS (Schwind eye‐tech‐solutions) placed inside a climate chamber at ACTS. Ablations were performed on PET, PMMA, and porcine cornea. The impact of a wide range of temperature (~18°C to ~30°C) and relative humidity (~25% to ~80%) on laser ablation outcomes was tested using nine climate test settings. For porcine eyes, change in defocus was calculated from the difference of post‐ablation to pre‐ablation average keratometry readings. Laser scanning deflectometry was performed to measure refractive change achieved in PMMA. Multiple linear regression was performed using the least square method with predictive factors: temperature, relative humidity, time stamp. Influence of climate settings was modeled for pulse energy, pulse fluence, ablation efficiency on PMMA and porcine cornea tissue. Results Temperature changes did not affect laser pulse energy, pulse fluence (PET), and ablation efficiency (on PMMA or porcine corneal tissue) significantly. Changes in relative humidity were critical and significantly affected laser pulse energy, high fluence and low fluence. The opposite trend was observed between the ablation performance on PMMA and porcine cornea. Conclusions The proposed well‐fitting multi‐linear model can be utilized for compensation of temperature and humidity changes on ablation efficiency. Based on this model, a working window for optimum operation has been found (temperature 18°C to 28°C and relative humidity 25% to 65%) for a maximum deviation of ±2.5% in ablation efficiency in PMMA and porcine corneal tissue. KW - impact of humidity and temperature KW - excimer laser ablation KW - PMMA KW - cornea KW - PET KW - refractive surgery Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-213395 VL - 52 IS - 7 SP - 627 EP - 638 ER -