Die Rolle von RNA-bindenden Proteinen bei der pathogenen Entwicklung von Ustilago maydis

Ustilago maydis ist der Erreger des Maisbeulenbrands. Eine erfolgreiche Infektion der Maispflanze durch den phytopathogenen Basidiomyzeten ist abhängig von zahlreichen morphologischen Transitionen, wie beispielsweise die pheromoninduzierte Bildung von Konjugationshyphen, der Wechsel zum dikaryotischen Wachstum nach der Fusion zweier kompatibler Sporidien und das verzweigte Wachstum des Myzels nach dem Eindringen des Pilzes in die Wirtspflanze. Unter Verwendung einer bioinformatischen Analyse konnten im Vorfeld dieser Arbeit bereits 24 offene Leserahmen (ORF) identifiziert werden, die für potenziell RNA-bindende Proteine kodieren und den Ausgangspunkt dieser Arbeit darstellten. In dieser Arbeit wurde der Einfluss von 3 PUM-, 4 KHD- und 11 RRM-Proteinen auf die Entwicklungsprogramme über einen revers-genetischen Ansatz untersucht. Durch eine extensive phänotypische Analyse konnte für die Genprodukte dreier ORFs ein Einfluss auf die Entwicklung von U. maydis festgestellt werden; die Proteine wurden mit Khd1, Khd4 bzw. Rrm4 bezeichnet. Während die Deletion von khd1 zu einem kältesensitiven Verhalten führt, hat die Deletion von khd4 Veränderungen der Sporidienmorphologie, Wachstumsrate, Pheromonantwort sowie der Pathogenität zur Folge. Die Deletion von rrm4 führt zu einem Verlust des schnellen polaren Wachstums und zu einer reduzierten Virulenz. Die Domänenarchitektur von Rrm4 zeigt Ähnlichkeiten mit Proteinen der ELAV-Familie (embryonic lethal and abnormal vision). Neben den drei für ELAV-Proteine typischen Modulen der RRM-Domäne im N-Terminus, besitzt Rrm4 eine zusätzliche C-terminale PABC-Domäne (poly[A]-binding protein C-terminal domain), die als Proteininteraktionsdomäne bekannt ist. Rrm4 akkumuliert PABC-abhängig in zytoplasmatischen Partikeln, die sich bidirektional entlang des Mikrotubulizytoskeletts bewegen. Bei der Untersuchung des Transportmechanismus konnte eine indirekte Beteiligung des konventionellen Kinesins Kin2 gezeigt werden, weshalb die Beteiligung eines weiteren Motorproteins am plusendgerichteten und des Dyneins am minusendgerichteten Partikeltransport vermutet wird. Darüber hinaus lassen Mutationsstudien an den RRM-Domänen eine Beteiligung der ersten beiden RRM-Domänen an der RNA-Bindung vermuten. Die Bedeutung von Rrm4 auf die Pathogenität von U. maydis und die Bewegung des RNA-bindenden Proteins entlang des Mikrotubulizytoskeletts deuten auf eine wichtige Funktion von RNA-Transport während der pathogenen Entwicklung von U. maydis hin

Die Rolle von RNA-bindenden Proteinen bei der pathogenen Entwicklung von Ustilago maydis

Ustilago maydis ist der Erreger des Maisbeulenbrands. Eine erfolgreiche Infektion der Maispflanze durch den phytopathogenen Basidiomyzeten ist abhängig von zahlreichen morphologischen Transitionen, wie beispielsweise die pheromoninduzierte Bildung von Konjugationshyphen, der Wechsel zum dikaryotischen Wachstum nach der Fusion zweier kompatibler Sporidien und das verzweigte Wachstum des Myzels nach dem Eindringen des Pilzes in die Wirtspflanze. Unter Verwendung einer bioinformatischen Analyse konnten im Vorfeld dieser Arbeit bereits 24 offene Leserahmen (ORF) identifiziert werden, die für potenziell RNA-bindende Proteine kodieren und den Ausgangspunkt dieser Arbeit darstellten. In dieser Arbeit wurde der Einfluss von 3 PUM-, 4 KHD- und 11 RRM-Proteinen auf die Entwicklungsprogramme über einen revers-genetischen Ansatz untersucht. Durch eine extensive phänotypische Analyse konnte für die Genprodukte dreier ORFs ein Einfluss auf die Entwicklung von U. maydis festgestellt werden; die Proteine wurden mit Khd1, Khd4 bzw. Rrm4 bezeichnet. Während die Deletion von khd1 zu einem kältesensitiven Verhalten führt, hat die Deletion von khd4 Veränderungen der Sporidienmorphologie, Wachstumsrate, Pheromonantwort sowie der Pathogenität zur Folge. Die Deletion von rrm4 führt zu einem Verlust des schnellen polaren Wachstums und zu einer reduzierten Virulenz. Die Domänenarchitektur von Rrm4 zeigt Ähnlichkeiten mit Proteinen der ELAV-Familie (embryonic lethal and abnormal vision). Neben den drei für ELAV-Proteine typischen Modulen der RRM-Domäne im N-Terminus, besitzt Rrm4 eine zusätzliche C-terminale PABC-Domäne (poly[A]-binding protein C-terminal domain), die als Proteininteraktionsdomäne bekannt ist. Rrm4 akkumuliert PABC-abhängig in zytoplasmatischen Partikeln, die sich bidirektional entlang des Mikrotubulizytoskeletts bewegen. Bei der Untersuchung des Transportmechanismus konnte eine indirekte Beteiligung des konventionellen Kinesins Kin2 gezeigt werden, weshalb die Beteiligung eines weiteren Motorproteins am plusendgerichteten und des Dyneins am minusendgerichteten Partikeltransport vermutet wird. Darüber hinaus lassen Mutationsstudien an den RRM-Domänen eine Beteiligung der ersten beiden RRM-Domänen an der RNA-Bindung vermuten. Die Bedeutung von Rrm4 auf die Pathogenität von U. maydis und die Bewegung des RNA-bindenden Proteins entlang des Mikrotubulizytoskeletts deuten auf eine wichtige Funktion von RNA-Transport während der pathogenen Entwicklung von U. maydis hin

How Many Varieties of Capitalism? Comparing the Comparative Institutional Analyses of Capitalist Diversity

This essay reviews the development of approaches within the comparative capitalisms (CC) literature and points to three theoretical innovations which, taken together, define and distinguish these approaches as a group. First, national economies are characterized by distinct institutional configurations that generate a particular systemic 'logic' of economic action. Second, the CC literature suggests a theory of comparative institutional advantage in which different institutional arrangements have distinct strengths and weaknesses for different kinds of economic activity. Third, the literature has been interpreted to imply a theory of institutional path dependence. Behind these unifying characteristics of the literature, however, lie a variety of analytical frameworks and typologies of capitalism. This paper reviews and compares these different frameworks by highlighting the fundamental distinctions among them and drawing out their respective contributions and limitations in explaining economic performance and institutional dynamics. The paper concludes that the way forward for this literature lies in developing a more dynamic view of individual institutions, the linkages between domains, and the role of politics and power.In diesem Discussion Paper werden Ansätze der Comparative-Capitalism-Diskussion vorgestellt. Sie haben drei theoretische Innovationen gemein. Erstens: Nationale Ökonomien werden durch institutionelle Konfigurationen geprägt, die auf jeweils eigene "systemische Logiken" wirtschaftlichen Handelns hinwirken. Zweitens: Die Comparative-Capitalism-Literatur beinhaltet eine Theorie der komparativen institutionellen Vorteile, der zufolge institutionellen Konfigurationen spezifische Wettbewerbsvorteile zugeordnet werden können. Zudem, drittens, beinhaltet die Comparative-Capitalism-Literatur auch eine implizite Theorie der Pfadabhängigkeit. Trotz dieser Gemeinsamkeiten unterscheiden sich die Ansätze hinsichtlich analytischer Zugriffe und Vorschläge zur Typologisierung nationaler Kapitalismen. Beim Vergleich dieser Ansätze werden besonders deren Stärken und Schwächen bei der Analyse wirtschaftlicher Performanz und institutioneller Entwicklungsdynamiken hervorgehoben. Der Aufsatz kommt zu dem Schluss, dass die Comparative-Capitalism-Literatur in dreierlei Hinsicht der Weiterentwicklung bedarf: hinsichtlich einer dynamischeren Modellierung von Institutionen, einem besseren Verständnis der Interaktion institutioneller Domänen und der Berücksichtigung von Macht und Politik in der Analyse von Produktionsregimen

A Hybrid Wave Finite Element / Finite Element approach for the study of the local effects of inhomogeneities in waveguides

status: publishe

Role for RNA-Binding Proteins Implicated in Pathogenic Development of Ustilago maydis

Ustilago maydis causes smut disease on corn. Successful infection depends on a number of morphological transitions, such as pheromone-dependent formation of conjugation tubes and the switch to filamentous dikaryotic growth, as well as different types of mycelial structures during growth within the host plant. In order to address the involvement of RNA-binding proteins during this developmental program, we identified 27 open reading frames from the genome sequence encoding potential RNA-binding proteins. They exhibit similarities to RNA-binding proteins with Pumilio homology domains (PUM), the K homology domain (KHD), the double-stranded RNA binding motif (DSRM), and the RNA recognition motif (RRM). For 18 of these genes, we generated replacement mutants in compatible haploid strains. Through analysis of growth behavior, morphology, cyclic AMP response, mating, and pathogenicity, we identified three candidates with aberrant phenotypes. Loss of Khd1, a K homology protein containing three KHDs, resulted in a cold-sensitive growth phenotype. Deletion of khd4 encoding a protein with five KHDs led to abnormal cell morphology, reduced mating, and virulence. rrm4Δ strains were affected in filamentous growth and pathogenicity. Rrm4 is an RRM protein with a so far unique domain organization consisting of three N-terminal RRMs as well as a domain found in the C terminus of poly(A)-binding proteins. These results indicate a role for RNA-binding proteins in regulation of morphology as well as in pathogenic development in U. maydis

Wave conversion process in lightweight structures: diffusion through defects in the transition bandwidth

Structural waveguides involving heterogeneous cross-sections or based on periodic patterns are often subjected to wave conversion phenomena. This paper is concerned with a specific type of conversion observed in sandwich structures called bending-to-shear conversion. It occurs in the ”transition” bandwidth, where the flexural wave is partially localized in the core of the sandwich, hence mainly governed by its shear modulus. This conversion has consequences on the wave reflection characteristics through a defect’s interface. The need for wave-based Structural Health Monitoring strategies providing sub-wavelength detection capabilities has been increasing with the development of advanced, often periodic lightweight components. It is therefore advantageous to predict and take into account conversion effects at the earliest design stage of SHM systems. This paper explores the consequences of such conversions on the reflection coefficient of flexural guided waves in lightweight structures. A Diffusion Matrix Method (DMM) is employed to estimate the diffusion of guided waves obtained using refined unit-cell FE models. Case-study is a composite sandwich waveguide with honeycomb core. Results show significant variations of the wave’s sensitivity to small-scaled core defects and delaminations during the conversion processstatus: publishe

Isolation of a novel ABC-transporter gene from soybean induced by salicylic

aci

Defect detection in pipes based on the measurement of surface displacements

This paper describes a novel guided wave technique for the detection of inhomogeneities in pipes, which is not relying on the excitation of one specific wavemode. The method works in the frequency domain and can be divided into three steps: (i) measurement of the surface-displacement of a pipe that is excited by an unknown combination of wavemodes at one discrete frequency, (ii) localization of the defect based on the surface-displacement, (iii) fitting the measured surface-displacement in the pipe-section in front of and behind the defect with a set of possible wavemodes. After this step, the contribution of every wavemode to the displacement-field and thus the wave-scattering of the incident modes at the defect is known. The technique is applied in a numerical model to analyze pipes with and without defect and to study the influence of the number of measurements used for the calculation of the scattering matrix and the presence of a random measurement error.status: publishe

EXPERIMENTAL APPLICATION OF TR-MUSIC FOR LOOSE BOLT DETECTION IN COMPLEX ASSEMBLIES

Typically vibration based nondestructive testing is done using either high- or low-frequency methods. While at low frequencies only a poor sensitivity to defects exists, high frequency methods suffer from a poor predictability of the vibration in complex parts. In order to combine the good predictability of vibrations at low frequencies with the necessary sensitivity obtained at higher frequency ranges, it is proposed in this paper to perform nondestructive testing in a mid-frequency range. In this frequency range, a damage index is calculated using a Time-Reversal Multiple Signal Classification algorithm, indicating the defected locations of the assembly. This approach is applied on an experimental setup of a frame consisting of aluminum profiles with different cross-sections mounted with rivets and bolts and covered by a honeycomb panel of size approximately 1.4m x 0.5m. It is shown that the detection of the location of non-visible, deliberately loosened or removed bolts in this setup is possible using only the frequency response functions due to 3 impacts on different locations on the frame and recorded by 7 microphones.status: publishe

Non-destructive testing based on vibrations in the low to mid-frequency range

Recently, it has been shown that a Time Reversal MUltiple Signal Classification (TR-MUSIC) algorithm can be employed to detect defects in samples, which are both challenging in terms of material and in terms of geometrical complexity. This can be achieved by lowering the detection frequency as compared to most other TR and TR-MUSIC applications. In this case, the method operates in a low to mid-frequency range, where accurate models are still realizable. The method relies on the measurement of the frequency response function (FRF) between multiple excitation and sensor locations. These are gathered in a matrix, which then is decomposed in its singular vectors, serving as input for a MUSIC algorithm. In order to improve the applicability of this method, it is shown how to adapt the algorithm, in order to reduce the number of excitation locations or the number of sensors significantly. This results in a considerable speed-up for the application of this non-destructive testing strategy. Furthermore, it is investigated numerically how the robustness of the detection result under the influence of random measurement errors behaves if the number of excitation/sensor locations is reduced. Additionally, the dependency between, the decrease of the number of excitation/sensor locations and the types of defects, which can be detected is studied