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Within this thesis, an optical resonator is used to characterise the quantum state of a fs pulse squeezed in an optical fibre. The resonator separates the carrier pulse from the quantum state. The influences of the laser and the resonator's properties on this separation are investigated. Furthermore, the occurring Brillouin scattering on thermally excited vibrational modes of the fibre is examined. With the addition of a pulse shaper, the setup is enabled to experimentally access and measure complex correlation within the squeezed fs pulse., In dieser Arbeit wird ein optischer Resonator verwendet, um den Quantenzustand eines in einer Glasfaser gequetschten fs-Pulses umfassend zu charakterisieren. Der Resonator trennt den Trägerpuls vom Quantenzustand. Die Einflüsse der Eigenschaften von Resonator und Laser hierauf werden umfassend analysiert. Weiterhin wird der Einfluss von Brilloin-Streuung an thermisch angeregten Schwingungsmoden der Faser beobachtet. Durch Nutzung eines Pulsformers wird der Aufbau erweitert, um auch komplexe Korrelationen innerhalb des gequetschten fs-Pulses experimentell untersuchen zu können.

In this work, the influence of hydrogen bonds on structure and thermodynamic properties of binary mixtures of protic ionic liquids (PILs), sharing the same cation, are investigated with molecular dynamics simulation. The observed non-ideal mixing behavior can be explained with the formation of complex hydrogen-bonded clusters. With the help of a newly developed simple lattice model the clusters can be described. Furthermore, the model shows that the mixing process is enthalpy-driven, not entropy-driven as one would expect.

In dieser Feldstudie wurde nach dem Design-Based-Research das Gesundheitspotenzial von naturwissenschaftlichem Unterricht im Schulgarten untersucht. Zur Erfassung des aktuellen Wohlbefindens wurden die Emotionen, die Befindlichkeit und die prosozialen Interaktionen der SchülerInnen eines 6. Jahrgangs durch systematische Befragungen und Beobachtungen dokumentiert. Die Ergebnisse zeigen eine positive Wirkung des Schulgartenunterrichts - positive Gefühle, gute Stimmung und prosoziale Interaktionen sind im Vergleich häufiger als im Klassenraumunterricht.

The utility of chemotaxonomic identification with compatible solute expression in the Stichococcaceae was investigated. Strains were put under abiotic stress to connect their taxonomy to their ecophysiology. Innate resistance to salinity and desiccation stress were independent of one another. Halotolerance varied more between strains than drought tolerance. Pseudostichococcus MOEWUS, 1951had higher stress tolerance than strains of the other genera. This work examined the effects of these two abiotic stress factors on the Stichococcaceae and connects their ecophysiology to their taxonomy.

Adipositas geht mit verschiedenen Komorbiditäten einher wie einer erhöhten Prävalenz für das metabolische Syndrom, der nichtalkoholischen Fettlebererkrankung und zentralnervösen Erkrankungen. Ein prominenter Kandidat in der hepatisch-neuronalen Kommunikation ist der Fibroblast Growth Factor 21 (FGF21), der den Stoffwechsel bei gesunden und adipösen Individuen moduliert. Mit der vorgelegten Arbeit ist es gelungen, neurodegenerative und Adipositas-induzierte (neuro-)inflammatorische Prozesse durch verschiedene „Lifestyle“-Faktoren zu modulieren und mit FGF21 zu assoziieren.

Die Spleen Tyrosin Kinase (SYK) und die Proteine der Bromodomänen und extraterminale Domänen (BET)-Familie stellen therapeutische Zielstrukturen zielgerichteter Therapien dar. Die Kombinationsinhibition von SYK und BET Proteinen bei humanen und caninen B-Zell Neoplasien induzierte synergistische anti-proliferative Effekte. Gesamt-Transkriptomanalysen zeigten eine gesteigerte Genexpressionsänderung und eine kombinationsspezifische Gensignatur. Gene Ontology Enrichment Analysen zeigten, dass vorrangig zellbiologische Prozesse wie die DNA Replikation und Zellteilung beeinflusst werden., The Spleen Tyrosin Kinase (SYK) and Bromodomain and Extra-Terminal motif (BET) proteins represent promising therapeutic targets for targeted therapies. The combined inhibition of SYK and BET induced synergistic anti-proliferative effects in human and canine neoplasias. Whole-transcriptome analyses showed an enhanced gene expression and a combination-specific gene signature. Gene Ontology Enrichment analyses showed, that primarily cell biologic processes such as DNA replication and cell division were modulated by the combination.

Morbus Niemann-Pick Typ C (NPC) ist eine seltene lysosomale Speichererkrankung mit einer Neurodegeneration, u.a. durch oxidativen Stress (OS). In der angefertigten Arbeit wurde das Maß an OS sowie dessen Regulation über das antioxidative Abwehrsystem untersucht in einem humanen neuralen Zellmodell. Für NPC1 wurde ein erhöhter Gehalt an reaktiven Molekülen, eine verminderte SOD-Aktivität bei unveränderter Expression der SOD1 und SOD2 und eine stark reduzierte Katalase-Expression nachgewiesen. In NPC2 zeigte sich kein OS. Als Therapie wurde die Behandlung mit Flavonoiden untersucht ohne Effekt.

Im Rahmen dieser Staatsexamensarbeit wird zunächst die Entwicklung des Enzymbegriffs betrachtet. Dabei werden insbesondere die Ursprünge des Fermentbegriffs und dessen Übergang zum Enzymbegriff dargestellt. Daraufhin wird der Stellenwert des Enzymbegriffs für die Forschung bei Wolfgang Langenbeck untersucht. Zudem wird die Bedeutung der Enzymforschung bei Langenbeck für das Institut für Katalyseforschung in Rostock beleuchtet. Abschließend wird kurz auf die weitere Entwicklung der Enzymforschung am Institut für Katalyseforschung in Rostock eingegangen.

Die Schwimmkrabbe als Morphotyp unterscheidet sich von vielen anderen Vertretern der Echten Krabben (Brachyura) durch Eigenschaften, die sie dazu befähigen, auf einzigartige Art und Weise zu schwimmen. In dieser Arbeit wird gezeigt, dass der Morphotyp sich von Nicht-Schwimmkrabben auch bezogen auf die innere Anatomie unterscheidet. Eine Rekonstruktion der Gestalt von Vorfahren kommt zu dem Ergebnis, dass der Morphotyp nur einmal während der Evolution entstanden ist, aber in mehreren Fällen wieder zu sich ausschließlich laufend fortbewegenden Formen umgekehrt wurde.

Ocean circulation distributes heat, salt, and nutrients through the different basins. Thus, changes in circulation will ultimately impact the biogeochemistry of the ocean. In this work, the variability of currents and water column properties were studied in the Northeast Subtropical Atlantic, together with changes in the biogeochemistry in the upper 300 m over the North Atlantic Subtropical gyre. It was found that ocean circulation and biogeochemistry in the North Atlantic underwent drastic changes since the 1960s, leading to a reduction in the CO2 uptake by the oceans in the last 100 years.

Optrodes usually represent a combination of optical fiber or waveguide and single or multiple microelectrodes. This thesis explaines fabrication process of fiber-based optrode consisting of tapered optical fiber with two deposited gold electrodes on its surface. Furthermore, design and construction of custom mechanical grinding setup, that enables fabrication of tapered fiber tips of good optical quality with various cone angles, represents an important part of this thesis. Detailed optical and electrical characterization of fabricated optrodes is also presented.

This dissertation deals with the synthesis of small molecules for use in skin cancers with possible plasma application. First, N-glycosylated oxindoles and N-glycosylated isatins bearing electron-withdrawing substituents were synthesized. Furthermore, highly functionalized synthetic building blocks were synthesized in regio- and chemo selective palladium-catalyzed coupling reactions with various boronic acids and alkynes, which then reacted to form heterocycles by acid-mediated cycloisomerization or alkyne-carbonyl metathesis., Die vorliegende Dissertation befasst sich mit der Modifizierung und Herstellung von small molecules für den Einsatz bei Hautkrebserkrankungen mit möglicher Plasmaanwendung. Zunächst wurden N-glykosylierte Oxindole und N-glykosylierte Isatine mit elektronenziehenden Substituenten synthetisiert. Weiterhin wurden Synthesebausteine in regio- und chemoselektiven palladiumkatalysierten Kupplungsreaktionen mit verschiedenen Boronsäuren und Alkinen synthetisiert, die dann durch Brønsted-Säure-vermittelte Zykloisomerisierung oder Alkin-Carbonyl-Metathese zu Heterozyklen umgesetzt wurden.

In terms of traits and components, the innate immune system of teleost fish is similar to that of mammals. Despite the fact that gene or protein orthology and conservation allow for function similarity, the Whole Genome Duplication (WGD) that occurred early in the life of ray-finned fishes permitted the formation of paralog genes with novel functions in fish. Therefore, the aim of this thesis was focused towards the characterisation of selected factors able to regulate the innate immune response of rainbow trout and in salmonid cell models.

Eine ermüdungsfeste Auslegung von Bauteilen und Strukturen ist von essenzieller Bedeutung, sollen deren Ausfälle durch Ermüdungsbrüche sowie die finanziellen, wirtschaftlichen und sozialen Folgen verhindert werden. Viele Erscheinungen und Einflüsse im Very High Cycle Fatigue (VHCF) Bereich sind zum aktuellen Stand der Forschung nicht vollumfänglich geklärt. Um die Phänomene und Einflussgrößen der Rissausbreitung und -initiierung im VHCF-Bereich zu untersuchen, wurden innerhalb dieser Arbeit systematische Experimente, Bruchflächenanalysen und numerische Simulationen durchgeführt.

In dieser Arbeit wird untersucht, wie Neuronale Netze genutzt werden können, um die Auswertung von Experimenten durch Minimierung des Simulationsaufwandes beschleunigen zu können. Für die Rekonstruktion von Silber-Nanoclustern aus Einzelschuss-Weitwinkel-Streubildern können diese bereits aus kleinen Datenätzen allgemeine Rekonstruktionsregeln ableiten und ermöglichen durch direktes Training auf der Streuphysik unerreichte Detailtiefen. Für Giant-Dipole-Zustände von Rydbergexzitonen in Kupferoxydul wird mittels Deep Reinforcement Learning ein Anregungsschema aus Simulationen hergeleitet., This thesis investigates the possible application of neural networks in accelerating the evaluation of physical experiments while minimizing the required simulation effort. Neural networks are capable of inferring universal reconstruction rules for reconstructing silver nanoclusters from single wide-angle scattering patterns from a small set of simulated data and when trained directly on scattering theory reaching unmatched accuracy. A dynamic excitation for giant dipole states of Rydberg excitons in cuprous oxide is derived through deep reinforcement learning interacting and simulation data.

In dieser Arbeit wurde gezeigt, dass eine wiederholte mütterliche Deprivation das Verhalten sowie physiologische und immunologische Parameter bei Schweinen beeinflusst. Darüber hinaus legen die Ergebnisse nahe, dass psychosozialer Stress die Krankheitsanfälligkeit von Ferkeln langfristig erhöhen kann, und dass das Geschlecht bereits eine entscheidende Rolle für die Adaptationsmechanismen der Jungtiere spielt. Es zeigte sich jedoch auch, dass die negativen Auswirkungen von Stress durch die Anwesenheit von Wurfgeschwistern gemildert werden können., In this study, it was shown that repeated maternal deprivation affected behavior as well as physiological and immunological parameters in the pigs. In addition, the results suggest that psychosocial stress may increase the susceptibility of piglets to disease in the long term and that sex already plays a crucial role in the adaptive mechanisms of young animals. However, it was also shown that the negative effects of stress can be mitigated by the presence of littermates.

Zusammenfassend belegen die Ergebnisse dieser Promotionsarbeit die hohe Wirksamkeit der Cyclin-abhängigen Kinaseinhibitoren allein und in Kombination. Besonders das gezeigte breite Wirkspektrum deutet auf ein großes therapeutisches Potential beim Glioblastoma multiforme (GBM) und Kopf-Hals-Tumoren (HNSCC) hin. Hierbei wurden neuartige Wirkmechanismen identifiziert, die eine ideale Ausgangsbasis für die künftige Nutzung dieser Substanzen als innovative Therapiestrategie für GBM- und HNSCC-PatientInnen sowohl in der Primär- als auch in der Rezidivsituation darstellen.

Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene Photokatalysatoren, bestehend aus Titandioxid auf mesoporösem Siliziumoxid, hergestellt, die sich nur in der lokalen Struktur der Titanoxid-Spezies unterscheiden. Als Vergleichsmaterial diente kommerzielles kristallines P25-TiO2. Es zeigten sich deutliche Unterschiede der photokatalytischen Aktivität in der Isopropanoloxidation. Eigens entworfene in situ optische Untersuchungen zeigten, dass sowohl die Sorptionseigenschaften als auch Unterschiede der internen Relaxation Ursache dafür sein könnten. Isolierte Spezies scheinen besonders geeinget zu sein.

Passive electroreception is the ability to perceive electric fields in water. It is found mainly in different fish species as well as in the monotremes or in the Guiana dolphin. In this dissertation, it was investigated whether bottlenose dolphins also possesses this sensory ability. In a complex behavioral experiment, four dolphins learned to respond reliably to weak electric fields in water. For two of the animals, a detection threshold for direct current and low-frequency alternating current electric fields was determined, establishing passive electroreception as a sensory modality.

In this work, equations of state of hard, anisotropic particles are studied employing the complementary methods of virial theory and Monte Carlo simulations. To calculate higher-order virial coefficients, an algorithm is developed and optimised for hard particles. Using this algorithm, virial coefficients of hard lenses and hard, oblate ellipsoids of revolution are calculated. The method is extended to the 4D space. The development of a cluster Monte Carlo algorithm gives access to precise equation-of-state data, which is compared to the virial series., In der vorliegenden Arbeit werden Zustandsgleichungen harter, anisotroper Partikel mit den komplementären Verfahren der Virialreihe und Monte Carlo Simulationen untersucht. Um Zugang zu Virialkoeffizienter höherer Ordnung zu erhalten, wird ein für harte Körper optimierter Algorithmus entwickelt. Hiermit werden Virialkoeffizienten von harten Linsen und harten, oblaten Rotationsellipsoiden berechnet. Die Methode wird auf den 4D Raum erweitert. Die Entwicklung eines Cluster Monte Carlo Algorithmus macht hochgenaue Zustandsdaten zugänglich, welche mit der Virialreihe verglichen werden.

The Okinawa Trough is a natural hydrothermal gas emission field. The flux of CO2 into the water column is dominated by hot hydrothermal CO2-rich vents. The influence of the emitted low-temperatured gas bubbles and droplets (‘condensed phase’) is very likely restricted to the lowermost part of the water column. Despite their proximity the gas composition of the condensed phases varies widely, especially in methane, which is likely caused by diverse phase transformation and thus fractionation below and above the seafloor., Der Okinawa Trog ist ein natürliches hydrothermales Gasaustrittsgebiet. Der CO2-Fluss in die Wassersäule wird durch heiße hydrothermale CO2-reiche Quellen dominiert. Der Einfluss von freigesetzten kalten Gasblasen und Tropfen („kondensierte Phasen“) beschränkt sich sehr wahrscheinlich hauptsächlich auf den unteren Teil der Wassersäule. Trotz ihrer Nähe zueinander variiert die Gaszusammensetzung der einzelnen kondensierten Phasen stark, vor allem im Methangehalt. Diese basieren wahrscheinlich auf verschiedenen Phasenänderungen und damit Fraktionierungen unter- und oberhalb des Meeresbodens.

Properties of helium under high pressure are of great importance for a variety of astrophysical objects. This work presents results of extensive ab initio calculations for high-pressure helium regarding the equation of state, the melting line, the electrical conductivity, the reflectivity, and the band gap. The calculations determined a higher-order phase transition from an insulating to a conducting phase which has been discussed for decades. This work finally proposes an update of the phase diagram of helium and discusses its implications on dwarf stars and giant planets., Die Eigenschaften von Helium unter hohem Druck sind wichtig für eine Vielzahl von astrophysikalischen Objekten. Diese Arbeit präsentiert die Ergebnisse umfangreicher Ab-initio-Berechnungen für Helium. Insbesondere wurde die Zustandsgleichung, die elektrische Leitfähigkeit, das Reflexionsvermögen und die Bandlücke berechnet. Die Ergebnisse weisen einen kontinuierlichen Phasenübergang zwischen isolierendem und elektrisch leitfähigem Helium nach. Schließlich zeigt diese Arbeit ein aktualisiertes Phasendiagramm von Helium und diskutiert die Konsequenzen für Zwergsterne und Riesenplaneten.

Mechanistic investigation of three homogeneous, photochemical proton reduction systems that comprise Ir or Cu based photosensitizers and iron carbonyl catalysts to produce hydrogen. Operando IR spectroscopy coupled with gas volumetry was applied supported by other spectroscopic techniques. The rate determining steps, deactivation mechanisms and catalytic key species were determined, with the latter being a self-assembling [FeFe]-hydrogenase mimic in case phosphines are present as co-catalysts in the reaction mixture. These results lead to a better understanding and improvement of the systems.

Neonatal calves, which dams were supplemented with essentially fatty acids (EFAs) or conjugated linoleic acids (CLAs) from late gestation until early lactation, were investigated. The supplemented fatty acids were increased in different muscle and adipose tissues of the five-day-old calves as a result of maternal transfer. While CLAs appeared to promote a switch from slow to fast fiber type, EFAs appeared to promote for example the adipocyte differentiation in intramuscular fat. Overall, no major effects of the altered fatty acid supply on muscle and adipose tissue development were observed.

Relatively strong radar returns from mesospheric heights (~55–85 km) in the winter polar region result from coherent structures of electrons and are called Polar Mesosphere Winter Echoes (PMWE). The formation mechanism of this phenomenon is not understood. All relevant parameters potentially involved in the PMWE formation were measured in a common volume and subsequently analyzed. The combined results of rocket-borne and ground-based measurements of two rocket flights conclusively show that coherent structures are created by a turbulent process involving tiny charged meteor smoke particles., Radarrückstreusignale aus der Mesosphärenregion (~55-85 km) in polaren Breiten entstehen durch Reflexionen kohärenter Elektronenstrukturen und werden Polar Mesosphärische Winter Echos (PMWE) genannt. Erstmals wurden alle relevanten Parameter, die für den Entstehungsprozess von PMWE potentiell entscheidend sind in einem gemeinsamen Volumen mittels raketengetragenen in-situ Messungen und bodengebundenen Instrumenten untersucht. Diese Messungen geben ein einheitliches Bild: Turbulenz erzeugte in Verbindung mit geladenen Meteorstaubteilchen Strukturen, die mit dem Radar beobachtet wurden.

In der Studie nahmen 25 gesunde Erwachsene 10 Tage je Maisstärke, Laktulose und L. casei- Joghurt in unterschiedlicher Reihenfolge ein. Zu Studienbeginn und nach den Supplementationsphasen schloss sich eine Messung an. Hierbei wurden als Tracersubstanzen Laktose-[13C]ureid und Laktose-[15N2]ureid eingesetzt. Anschließend wurden in Atemgasproben die Methan- und Wasserstoffkonzentration, die 13C-Exkretion sowie die orozökale Transitzeit ermittelt. In Urin- und Stuhlproben wurden die 13C-und 15N-Exkretion, 15N-Ammoniak- und die Stickstoffkonzentration ermittelt.

The sandy eulittoral of the west coast of Europe is the habitat of the green worm Symsagittifera roscoffensis. It’s green colour results from an endosymbiosis with the micro algae Tetraselmis convolutae. The availability of light and nutrients plays a fundamental role for both partners. This theses elucidates the behaviour of the host S. roscoffensis under different light conditions and its ability to react to nutrients. S. roscoffensis chooses optimal light conditions for its symbiont and buries itself into the sand at high light intensities and protects its symbiont against photo damage.

In this work, the high pressure behavior of cubic and hexagonal symmetric samples: Au, Pt, Re, Zn, Fe, [Fe,Mg]O were investigated by means of dynamic compression. The simultaneous use of hard X-ray radiation at synchrotron and free-electron laser (XFEL) facilities allowed time-resolved investigation of the lattice response of these materials. Here, using the membrane-driven and the novel piezo-driven dynamic diamond anvil cell enabled the possibility to directly compare the effect of quasi-static or intermediate compression rates., In dieser Arbeit wurde das Hochdruckverhalten von kubisch und hexagonal symmetrischen Proben: Au, Pt, Re, Zn, Fe, [Fe,Mg]O mit Hilfe von dynamischer Kompression untersucht. Die gleichzeitige Verwendung harter Röntgenstrahlung eines Synchrotrons oder Freie-Elektronen-Lasers (XFEL) ermöglichte eine zeitaufgelöste Untersuchung der Gitterstruktur dieser Materialien. Dabei erlaubt die Verwendung der membranangetriebenen und der neuartigen piezoangetriebenen dynamischen Diamantstempelzelle einen direkten Vergleich der Auswirkungen von quasi-statisch oder mittleren Kompressionsraten.

This dissertation deals with the identification of suitable indicators for monitoring the health status of intensively farmed pikeperch, a fish species of great importance for the diversification of European aquaculture. Suitable candidate genes were identified to investigate potentially inadequate husbandry conditions as well as ontogenetic processes at the transcriptional level. Furthermore, it could be shown that reduced oxygen saturation (40%) and increased water temperatures (25 °C) do not lead to severe stress responses in juvenile fish., Diese Dissertation befasst sich mit der Identifizierung geeigneter Indikatoren zur Überwachung des Gesundheitszustands des intensiv gezüchteten Zanders, welcher von großer Bedeutung für die Diversifizierung der europäischen Aquakultur ist. Hierbei konnten geeignete Kandidatengene identifiziert werden, um potenziell inadäquate Haltungsbedingungen sowie ontogenetische Prozesse auf Transkriptionsebene zu untersuchen. Außerdem konnte gezeigt werden, dass eine verringerte Sauerstoffsättigung (40 %) und erhöhte Wassertemperaturen (25 °C) bei Jungfischen zu keinen schweren Stressreaktionen führen.

Diese Arbeit besch��ftigt sich mit der Charakterisierung von Polyelektrolyt-Hydrogelen. Neben ihrer Druck-, Zug- und Scherbelastung wurde auch der Gelierungsprozess durch Verfolgung der rheologischen Eigenschaften genauer beleuchtet. Das Screening der intrinsischen antibakteriellen Aktivit��t gegen��ber gram-positiven sowie gram-negativen Bakterien lieferte zudem wichtige Informationen f��r den medizinischen Bereich. Zur Erweiterung des Anwendungsfeldes wurde der Einsatz als Verkapselungsmatrix f��r Enzyme getestet, wobei auftretende Diffusionslimitierungen ausf��hrlicher charakterisiert wurden.

The present study aimed at 1) testing the sensitivity of CRC cell lines with defined molecular alterations to curcumin; 2) mechanistically analyzing sensitive CRC cell lines in order to identify the mode-of-action; 3) identifying biomarkers associated with curcumin sensitivity; 4) establishing a predictive model using biomarkers to predict the sensitivity of additional CRC cell line to curcumin.

Ageing is characterized by decline in cognition including visuospatial function, necessary for independently executing instrumental activities of daily living. The onset of Alzheimer’s disease dementia exacerbates this decline, leading to major challenges for patients and increased burden for caregivers. An important function affected by this decline is spatial orientation. This work provides insight into substrates of real-world wayfinding challenges among older adults, with emphasis on viable features aiding the detection of spatial disorientation and design of possible interventions.

Bei der Energieumwandlung in Schiffsdieselmotoren, insbesondere im transienten Betrieb, werden Partikel freigesetzt. Das übergeordnete Zeil der Arbeit ist die Reduzierung dieser Emissionen mithilfe von Vorhersagen. Dieser Beitrag hebt die Komplexität der Partikelentstehung hervor und die Notwendigkeit der datenbasierten Modellbildung. Auf Basis mehrerer hundert Lastwechsel werden vier Modelle entwickelt, die sich alle der Künstlichen Neuronalen Netze bedienen. Im Anschluss an Modelltraining, -validierung und -testung werden die Modelle nach zuvor definierten Kriterien verglichen und bewertet., During energy conversion in marine diesel engines, especially in transient operation, particles are released. The overall aim of the work is to reduce these emissions with the help of predictions. This study highlights the complexity of particle formation and the need for data-based modelling. Based on several hundred load changes, four models are developed, all of which make use of artificial neural networks. After model training, validation and testing, the models are compared and evaluated according to previously defined criteria.

Die vorliegende Arbeit fokussierte sich auf die Fragestellung des karzinogenen Potentials von Photonenstrahlung im niedrigen und moderaten Dosisbereich (in vitro und in vivo) am Beispiel von Normalgewebszellen der humanen Brust. Die In-vivo-Experimente wurden zudem um diverse Neutronenqualitäten, hierbei hervorzuheben sind besonders die klinisch relevanten sekundär gestreuten Neutronen, erweitert.

This dissertation studies on the effect of HCHO - a side product from the uncompleted combustion of fuel to the selective catalytic reduction of NOx by ammonia. HCHO prefers to react with NH3 to form HCN as the main product, leads to the decrease of NOx conversion and N2 selectivity. In situ FTIR reveals that the high surface acidity of catalyst will create a large enough of NH3 adsorbents for the reaction of HCHO to form HCONH2. In addition, in situ EPR experiments indicate that the high redox property of catalyst also facilitates the rate of HCONH2 formation.

Die epigenetische Altersschätzung kann insbesondere für die forensische Genetik einen großen Nutzen darstellen. So könnte diese Methode für die Identifizierung unbekannter Leichen nützlich sein aber auch zu einem Informationsgewinn von an Tatorten gefundenen DNA-Spuren beitragen. Umso mehr stellen diese Einsatzmöglichkeiten hohe Anforderungen an diese Technik. So sollte die Altersschätzung sehr genau sein, eine hohe Sensitivität aufweisen, um in der Spurenanalytik angewendet werden zu können, und sie sollte in möglichst vielen verschiedenen Geweben einsetzbar sein. Diese Eigenschaften bedingen eine aufwändige Forschung und Etablierung dieser Methodik. In einer Vielzahl von Publikationen wurde diese Technologie mittels massiver paralleler Sequenzierung, Pyrosequenzierung und in vereinzelten Studien auch mittels SNaPshot-Analysen durchgeführt. Um das Spektrum der möglichen anwendbaren Laborgeräte zu erweitern, sollte innerhalb dieser Arbeit der Einsatz der Real-Time PCR für die Schätzung des biologischen Alters getestet werden und mit den Ergebnissen der Pyrosequenzierung verglichen werden. Dabei wurden geeignete altersabhängige CpG-Stellen gesucht, diese für beide Methoden etabliert und Schätzungsmodelle für zwei verschiedene Zellarten (Blut und Mundschleimhautepithelzellen) aufgestellt. Sowohl für die Verwendung von Mundschleimhautepithelzellen als auch für Blutproben sind kaum Unterschiede in den Schätzungsgenauigkeiten für die beiden Methoden zu erkennen. So schätzt die Real-Time PCR 50 % der MSA- bzw. Blutproben mit einer Abweichung zum chronologischen Alter von kleiner 5,9 bzw. 7,1 Jahren und die Pyrosequenzierung von kleiner 6,8 bzw. 8,1 Jahren. Die Schätzung des biologischen Alters in Mundschleimhautabrieben zeigt dabei bessere Ergebnisse. Einen Nachteil für die Real-Time PCR liegt in dem Design der fluoreszenzmarkierten Sonden, die zur Detektion des methylierten bzw. unmethylierten Cytosins verwendet werden. Hier zeigte sich, dass die Herstellung dieser Sonden für einige Altersmarker aufgrund zahlreicher, umliegender CpG-Stellen nicht möglich war, da diese die Bindung der Sonden beeinflusst hätten. Aus diesem Grund konnte der Einsatz der stark altersabhängigen CpG-Stellen des Gens ELOVL2 nicht in die jeweiligen Modelle für die Real-Time PCR eingebaut werden. Lediglich für die Pyrosequenzierung konnte gezeigt werden, dass sich die Schätzungsmodelle für beide Zellarten signifikant verbessern auf einen MAD von 5,2 Jahren (MSA) bzw. 5,4 Jahren (Blut). Die Auswahl der verwendeten Altersmarker ist also entscheidend für die Schätzungsgenauigkeit des Modelles. Obwohl die Modelle der Real-Time PCR im Rahmen dieser Studie nicht weiter optimiert werden konnten, zeigen die Ergebnisse, dass diese Methodik grundsätzlich eine geeignete Option für die Anwendung zur epigenetischen Altersschätzung darstellt. Durch die Testung weiterer altersabhängiger CpG-Stellen und die Erweiterung des Probenumfanges könnte die Schätzungsgenauigkeit weiter verbessert werden. Die Anwendung dieser Methodik in der Spurenanalytik ist jedoch nur im begrenzten Umfang möglich. Zum einen können nur Einzelspuren der jeweiligen Zellart untersucht werden, für die die jeweiligen Modelle vorliegen. Zum anderen muss eine ausreichende Menge an DNA-Material mit guter Qualität zur Verfügung stehen, um aussagekräftige Ergebnisse zu erhalten. So könnte der Einsatz altersabhängiger CpG-Stellen, die in vielen Zellarten eine identische DNA-Methylierung aufweisen, einige dieser Einsatzbeschränkungen überwinden. Aber auch ein Multiplex-Ansatz würde teilweise die Einsatzmenge an DNA verringern, sodass ein größerer Umfang an DNA-Spuren untersucht werden könnte. Mit der Erweiterung der DNA-Analyse von unbekanntem Spurenmaterial wird sich die Methodik der epigenetischen Altersschätzung auch in Zukunft weiterentwickeln und somit zu einem neuen und vielversprechenden Werkzeug in der DNA-Analytik werden., Epigenetic age estimation has great potential for forensic genetic analysis, particularly for identifying unknown corpses or significantly increasing the information content of unassigned DNA traces from a crime scene. Therefore, age estimation methods require high precision and sensitivity. Moreover, any technique should be applicable in different tissues, thus resulting in an elaborate establishment process. The analysis of age-associated DNA methylation can be conducted by massive parallel sequencing, pyrosequencing and by minisequencing approaches as already reported in several publications. In this PhD thesis the applicability of real-time PCR is tested and the results compared with those of pyrosequencing techniques. Therefore, age-associated CpG sites were tested and established for both methods to build up age prediction models based on two different cell types (blood and buccal epithelial cells). The results showed hardly any differences in the estimation accuracy between both cell types with a mean absolute difference of 5.9 and 7.1 years for the real-time PCR, and 6.8 and 8.1 years for the pyrosequencing in buccal swabs and blood samples, respectively. The design of fluorescent labelled probes for the real-time PCR analysis to detect methylated and unmethylated cytosines was not possible for some markers due to several additional CpG sites around the CpG site of interest. Therefore, the highly age-dependant CpG sites of ELOLV2 could only be included in pyrosequencing prediction models and not in those using real-time PCR. As a result, the pyrosequencing models for blood and buccal swab samples showed a significant improvement regarding the mean absolute difference (a decrease to 5.4 years for blood and 5.2 years for buccal swabs) thus confirming the importance of age marker selection. The results of this study demonstrated that estimating biological age using real-time PCR is basically suitable, even though the prediction models for real-time PCR could not be further optimized. By extending the prediction model with more age markers and including more samples, the accuracy of estimating age could be improved. In general, the application of age estimation in routine forensic work and analysis of traces is limited. On the one hand, the DNA methylation status of mixed traces derived from more than one individual and / or more than one cell type cannot be reliably determined. On the other hand, the requirements regarding the quality and quantity of the DNA are very high. Nevertheless, these limitations could be overcome by using CpG sites with a very similar age dependence in different cell types or by applying a multiplex approach to amplify several CpG markers in one assay. Since the determination of the biological age of unknown DNA material could now be legally performed in the prosecution of criminal acts, this method will continue to develop and will become a new and promising element of forensic DNA analysis.

Sulfolobus acidocaldarius is a thermoacidophilic Crenarchaeon (78°C and pH 2-3) with established genetic systems. With these properties, S. acidocaldarius offers high potential for biotechnological applications as alternative host for the production of bulk and fine chemicals, solvents and second generation biofuels, which are, however, often toxic to cells. Biofilms, the dominant lifestyle of microorganisms, were shown to confer higher resistance towards solvent exposure and hence turn more and more into research focus for biotechnological applications. Although S. acidocaldarius is known to form biofilms, the development of suitable incubation systems is still in its beginning and also the influence of organic solvents on S. acidocaldarius has only rarely been studied. In this work, incubation systems for the cultivation of submerse biofilms of S. acidocaldarius cells on glass and polystyrene surfaces in microtiter plates, μ- and Petri-dishes as well as a flow-through system were successfully developed and optimized. These newly developed methods enabled detailed microscopic analyses and also yielded sufficient amounts of biofilms for isolation and analyses of extracellular polymeric substances (EPS) as well as for application of various -omics methods. The analyses were performed in presence and absence of organic solvents (with special respect to 1-butanol) and the results were compared to shaking cultures. S. acidocaldarius formed biofilms even in shaking cultures in Erlenmeyer flasks at the liquid/glass/air interface as a (stress)response to sublethal concentration of different solvents. In accordance with shaking cultures, in a 96-well plate static incubation system, the tendency of enhanced biofilm formation as a response to sublethal concentrations of 1-butanol (, Sulfolobus acidocaldarius ist ein gut charakterisiertes, thermoazidophiles und obligat aerobes Crenarchaeon mit optimalen Wachstumsbedingungen bei 78°C und einem pH 2-3. Zudem ist dieser Organismus genetisch manipulierbar. Mit diesen Eigenschaften birgt S. acidocaldarius daher ein großes Potenzial für biotechnologische Anwendungen als alternativen Produktionsstamm für Massen-und Feinchemikalien, Lösemittel und Biotreibstoffe der zweiten Generation, welche oft toxisch für die Zellen sind. Biofilme, die vorwiegende Lebensweise von Mikroorganismen, besitzen eine erhöhte Widerstandsfähigkeit bei Lösemittelexposition und erzielen dadurch ein steigendes Forschungsinteresse für biotechnologische Anwendungen. Obwohl bekannt ist, dass S. acidocaldarius Biofilme bildet, ist die Entwicklung geeigneter Inkubationssysteme noch am Anfang und der Einfluss von organischen Lösemitteln auf S. acidocaldarius ist kaum untersucht. In dieser Arbeit wurden erfolgreich Inkubationssysteme für die Kultivierung von Unterwasser-Biofilmen von S. acidocaldarius auf Glas- und Polystyrol-Oberflächen in Mikrotiterplatten, μ- und Petri-Schalen sowie Durchflusssysteme entwickelt und optimiert. Die neu entwickelten Methoden ermöglichten sodann detaillierte mikroskopische Untersuchungen und erzeugten ausreichende Mengen an Biofilmen für die Isolation und Analyse von extrazellulären polymeren Substanzen (EPS) sowie der Anwendung verschiedener „Omics“-Methoden. Die Untersuchungen wurden in An- und Abwesenheit organischer Lösemittel durchgeführt mit Hauptaugenmerk auf 1-Butanol. Die Resultate wurden mit Schüttelkulturen verglichen. In Schüttelkulturen (Erlenmeyer-Kolben) erzeugte S. acidocaldarius Biofilme an der Flüssigkeit/Glas/Luft Zwischenphase als (Stress-)Antwort auf Lösemittelkonzentrationen unterhalb der Wachstumsinhibition. Im Einklang zu den Schüttelkulturen war bei der statischen Inkubation in 96-well-Mikrotiterplatten eine Tendenz zur erhöhten Biofilmbildung in subletalen 1-Butanol Konzentrationen (

Eine Loss-of-function-Mutation im SNAP29-Gen führt im Menschen zu dem seltenen, neurokutanen, autosomal-rezessiv vererbten CEDNIK (engl.: Cerebral Dysgenesis, Neuropathy, Ichthyosis, Keratoderma)-Syndrom. SNAP29 ist ein SNARE (Soluble NSF Attachment Protein [SNAP] Receptor)-Protein, das in Membranfusion, epidermale Differenzierung, primäre Zilienbildung und Autophagie involviert ist. Das Ziel meiner Dissertation war es, eine SNAP29-defiziente Zelllinie mit Hilfe der CRISPR/Cas9-Methode zu generieren und zu charakterisieren und somit die weitere Funktionsanalyse von SNAP29 zu ermöglichen.

Ziel dieser tierexperimentellen Studie an Thy1-YFP Mäusen war es, die morphologischen Veränderungen von kornealen und intraepidermalen Nervenfasern nach Induktion eines Diabetes mellitus zu untersuchen. In vivo wurden die kornealen Nervenfasern mittels corneal confocal Laser-Scanning Mikroskopie (CLSM) untersucht als auch ex vivo mittels Fluoreszenzmikroskopie. Korneale Nervenfasern der diabetischen Tiere degenerierten und regenerierten sich frühzeitig, während intraepidermale Nervenfasern morphologisch nach vierwöchiger Diabetes-Dauer und 8-wöchiger Insulintherapie unbeeinträchtigt blieben.

Dissertation über das Konnektom des Thalamus der Laborratte mit Hilfe des Programms NeuroVIISAS. Herausgearbeitet wurden die ipsi- und kontralateralen Verbindungsmuster des Gehirns der Laborratte anhand von Verbindungsdaten aus 433 Primärpublikationen.

Die rhegmatogene Amotio retinae ist ein komplexes Krankheitsbild und ein Notfall in der Augenheilkunde. Die Therapie mittels Vitrektomie hat in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Diese retrospektive Studie stellt den langfristigen Therapieerfolg nach der operativen Versorgung der rhegmatogenen Amotio retinae durch die Pars plana Vitrektomie im Zeitraum 2008 bis 2012 dar. Es wurden die postoperative Sehst��rke und Wiederanlagerate der Retina zum Ende des Nachbeobachtungszeitraums untersucht und pr��-, intra- und postoperative Einflussfaktoren dargestellt.

Zur Charakterisierung altersspezifischer Effekte von Polymorphismen der mitochondrialen DNA wurden conplastische Mausst��mme zu 3 Alterszeitpunkten untersucht. Der Einfluss der jeweiligen Mutationen wurde sowohl global auf die Lebensdauer als auch im Speziellen auf das murine Gehirn analysiert. Dabei stand die Messung mitochondrialer Sauerstoffradikale im Fokus der Untersuchungen. Dar��ber hinaus wurden Ver��nderungen in der Zellzusammensetzung im Gehirn der Mausmodelle und das Lernverm��gen der Versuchstiere analysiert.

Die Multiple Sklerose (MS) ist eine chronisch-entzündliche Erkrankung des zentralen Nervensystems, bei deren Entstehung genetische Risikofaktoren eine Rolle spielen. Das alternative Spleißen ist ein physiologischer Prozess während der Transkription, und Veränderungen im alternativen Spleißmuster können zur Entstehung von Erkrankungen beitragen. In einer systematischen Übersichtsarbeit wurden 27 Gene mit alternativen Spleißvarianten bei MS identifiziert. Diese literaturbasierten Ergebnisse wurden in Genexpressionsdaten einer Rostocker MS-Kohorte und gesunden Kontrollen validiert.

Im Rahmen dieser Arbeit wurden Extrakte verschiedener Pflanzen hergestellt, aufgetrennt und analysiert. Des Weiteren wurden gewonnene Naturstoffe/Naturstoffgemische in zellbiologischen Untersuchungen auf ihre ER-Stress-reduzierende Aktivität untersucht. Zusätzlich wurde die direkte Sublimation von Substanzen aus Fruchtpulvern und Trockenextrakten untersucht. Die Gemeinsamkeiten und Unterschiede in den Zusammensetzungen der Sublimate wurde dabei analysiert. Aus dem Sublimat einer Sanddornbeere wurden zudem Naturstoffe isoliert und charakterisiert.

W��hrend einer Tumortherapie mit Protonenstrahlen kommt es zur Exposition gesunden Gewebes au��erhalb des Zielgebietes mit sekund��ren Neutronen (Streustrahlung). Diese Arbeit besch��ftigt sich mit dem Risiko der Entstehung neuer Tumoren als Sp��tfolge dieser Neutronenexposition. Zur Untersuchung der radiobiologischen Effekte der Streustrahlung wurden gesunde humane Mammaepithelzellen mit Neutronen verschiedener Energiespektren bestrahlt. Diese Ergebnisse sind f��r weitere Untersuchungen strahleninduzierter Karzinogenese und f��r eine bessere Risikobewertung von hoher Relevanz.

Die entwickelten EIT-Gurte sind spezifisch auf die Anatomie der jeweiligen Patientenpopulation abgestimmt, sind hautvertr��glich und erm��glichen es, stabile und reproduzierbare EIT-Daten zu erfassen. Sie erf��llen somit die technischen Grundvoraussetzungen f��r den m��glichen klinischen Einsatz der EIT. Der neu entwickelte EIT-Parameter, SilentSpaces, erm��glicht eine Darstellung von potenziell ��berdehnten sowie kollabierten Lungenbereichen. Basierend auf den SilentSpaces kann der Kliniker jetzt patientenspezifisch die Beatmungseinstellungen optimieren.

Die Arbeit beschreibt das Vorkommen der Fr��hsommer-Meningoenzephalitis (FSME) und die seltene Differentialdiagnose, die Zeckenparalyse, in Mecklenburg-Vorpommern (M.-V.). Durch Untersuchung von humanen autochthonen F��llen, von Zecken auf FSMEV-RNA, sowie von Seren von Wild- und Nutztieren aus M.-V. auf FSMEV-Antik��rper, konnten Gebiete mit einem m��glichen Risiko der FSME-��bertragung identifiziert werden. Es wurde gezeigt, dass FSME-Naturherde ��ber Jahrzehnte aktiv bleiben k��nnen, und dass auch in Nicht-Risikogebieten die FSME als Differentialdiagnose von Enzephalitiden zu ber��cksichtigen ist.

Die septische Arthritis (SA) ist eine infekti��se Gelenkerkrankung, bei der Entz��ndungsreaktionen zu schweren Sch��den des Bewegungsapparats f��hren. Bis heute ist nicht gekl��rt, inwieweit Gelenkzellen zur Entstehung der Pathologie der SA beitragen, und ob Verkrankungen das Auftreten und die Schwere der SA beeinflussen. In dieser Studie wurde demonstriert, dass synoviale Fibroblasten in der Lage sind, Entz��ndungsreaktionen zu initiieren. Des weiteren konnte gezeigt werden, dass sowohl eine chronisch ent��ndliche Vorerkrankung der Gelenke als auch eine Influenza A Virus Infektion die SA exazerbierte.

Methods for the detection of polar organophosphonates like the herbicide glyphosate and its metabolite aminomethylphosphonic acid (AMPA) in seawater were developed within this thesis. These compounds are difficult to measure in saltwater because salt matrix ions hamper their enrichment and instrumental analysis. Matrix effects were successfully reduced through sample desalination with electrodialysis. Moreover, glyphosate and AMPA could be enriched from seawater with a salt-insensitive molecularly imprinted polymer. This approach enabled the first detection of glyphosate and AMPA in seawater., Methoden zur Messung von polaren Organophosphonaten wie dem Herbizid Glyphosat und dessen Metabolit Aminomethylphosphonsäure (AMPA) wurden in dieser Arbeit entwickelt. Diese Substanzen sind schwer in Salzwasser zu bestimmen, da Salzmatrixionen die Analyse behindern. Probenentsalzung mittels Elektrodialyse wurde erfolgreich zur Reduktion von Matrixeffekten eingesetzt. Darüber hinaus konnten Glyphosat und AMPA mit einem matrix-unempfindlichen molekular geprägten Polymer aus Meerwasser angereichert werden. Dieser Ansatz ermöglichte den ersten Nachweis von Glyphosat und AMPA in Meerwasser.