The influence of near-wall density and viscosity gradients on turbulence in channel flows

The influence of near-wall density and viscosity gradients on near-wall turbulence in a channel are studied by means of Direct Numerical Simulation (DNS) of the low-Mach number approximation of the Navier--Stokes equations. Different constitutive relations for density and viscosity as a function of temperature are used in order to mimic a wide range of fluid behaviours and to develop a generalised framework for studying turbulence modulations in variable property flows. Instead of scaling the velocity solely based on local density, as done for the van Driest transformation, we derive an extension of the scaling that is based on gradients of the semi-local Reynolds number $Re_\tau^*$. This extension of the van Driest transformation is able to collapse velocity profiles for flows with near-wall property gradients as a function of the semi-local wall coordinate. However, flow quantities like mixing length, turbulence anisotropy and turbulent vorticity fluctuations do not show a universal scaling very close to the wall. This is attributed to turbulence modulations, which play a crucial role on the evolution of turbulent structures and turbulence energy transfer. We therefore investigate the characteristics of streamwise velocity streaks and quasi-streamwise vortices and found that, similar to turbulent statistics, the turbulent structures are also strongly governed by $Re_\tau^*$ profiles and that their dependence on individual density and viscosity profiles is minor. Flows with near-wall gradients in $Re_\tau^*$ ($d {Re_\tau^*}/dy \neq 0$) showed significant changes in the inclination and tilting angles of quasi-streamwise vortices. These structural changes are responsible for the observed modulation of the Reynolds stress generation mechanism and the inter-component energy transfer in flows with strong near-wall $Re_\tau^*$ gradients.Comment: Submitted manuscript under review in JF

Der Speicher- und Rezeptor-operierte Ca2+-Einstrom in pulmonale arterielle glatte Muskelzellen und murine Lungenfibroblasten

Ca2+ trägt zur Aufrechterhaltung essentieller Zellfunktionen bei und spielt als „second messenger“ während physiologischer Prozesse eine wichtige Rolle. Die Steuerung dieser Funktionen erfolgt über verschiedene Signalwege, die durch Änderungen der zytosolischen Ca2+-Konzentration initiiert werden. Sowohl der Speicher- als auch der Rezeptor-operierte Ca2+-Einstrom stehen für die Aufnahme von Ca2+ in die Zelle zur Verfügung. Durch eine Dysregulation der Ca2+-Signalwege und der damit einhergehenden gestörten Ca2+-Homöostase kann es zu pathologischen Veränderungen in pulmonalen arteriellen glatten Muskelzellen (PASMC) und primären murinen Lungenfibroblasten (pmLF) kommen. Als Ca2+-Sensor der internen Ca2+-Speicher wird das „stromal interaction molecule“ (STIM)-Protein nach einem Absinken der Ca2+-Konzentration aktiv und bindet an die plasmamembranständigen Orai-Ionenkanäle, wodurch es zu einem Speicher-operierten Ca2+-Einstrom (SOCE) in die Zelle kommt. Die Diacylglycerol (DAG)-vermittelte Aktivierung von „classical transient receptor potential“ (TRPC)-Kanälen führt hingegen zu einem Rezeptor-operierten Ca2+-Einstrom (ROCE). Einige Veröffentlichungen zeigen jedoch eine Beteiligung von TRPC-Kanälen am SCOE in verschiedenen Zelltypen. Aus diesem Grund wurde der Ca2+-Einstrom in TRPC1/6-, TRPC1/3/6- und STIM1/2-defiziente PASMC und pmLF analysiert, um einen möglichen Einfluss von TRPC-Kanäle zu untersuchen. Darüber hinaus wurden in dieser Arbeit wichtige Zellfunktionen sowie die Rolle von STIM1/2-Proteinen und TRPC1/6-Kanälen während der Differenzierung zu Myofibroblasten untersucht. Zur Generierung von STIM1/2-defizienten Zellen wurden STIM1/2flox/flox-pmLF mit Lentiviren infiziert, welche Cre-Rekombinasen exprimierten und zu einer Deletion der STIM-Gene führten. Wie erwartet konnte in STIM1/2-defizienten pmLF ein signifikant reduzierter SOCE gemessen werden, während TRPC1/6- und TRPC1/3/6-defiziente pmLF einen verminderten ROCE aufwiesen. Im Gegensatz dazu kam es weder für den ROCE in STIM1/2-defizienten pmLF noch für den SOCE in TRPC1/6- oder TRPC1/3/6-defizienten pmLF im Vergleich zu den Kontrollzellen zu einem signifikanten Unterschied [1]. Die Analyse des Rezeptor- und Speicher-operierten Ca2+-Einstroms in PASMC ergab ähnliche Ergebnisse wie in pmLF. Auf Grund dieser Daten erscheint eine Beteiligung von TRPC-Kanälen am SOCE in pmLF und PASMC eher unwahrscheinlich. Während STIM1/2-defiziente pmLF, wie erwartet, einen reduzierten Ca2+-Gehalt in den internen Speichern des endoplasmatischen Retikulums aufwiesen, konnte in TRPC1/6-defizienten Zellen erhöhte Ca2+-Konzentrationen in den internen Speichern im Vergleich zu den Kontrollzellen nachgewiesen werden. In Abwesenheit von STIM1/2-Proteinen zeigten pmLF eine reduzierte Zellproliferation und migration sowie eine verminderte Translokation der Transkriptionsfaktoren „nuclear factor of activated T-cells“ c1 und c3 (NFATc1 and c3) in den Zellkern. Im Gegensatz dazu zeigten TRPC1/6-defiziente pmLF im Vergleich zu den Kontrollzellen eine signifikant erhöhte Zellproliferation und -migration. Nach der Behandlung mit „transforming-growth-factor β1“ (TGF-β1) wiesen STIM1/2-defiziente pmLF weder eine signifikant erhöhte Expression von alpha glattem Muskelaktin (α-SMA) noch von Aktinstressfasern im Vergleich zu den Kontrollzellen auf. Demgegenüber wurden in mit TGF-β1 behandelten Myofibroblasten in Abwesenheit von TRPC1/6-Kanälen sowohl eine reduzierte Expressionen von α-SMA als auch von Aktinstressfasern im Vergleich zu den ebenfalls behandelten „Wildtyp“ (Wt)-pmLF gefunden. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen zum einen, dass TRPC1/6-Kanälen in PASMC und pmLF nicht am SOCE beteiligt sind und zum anderen, dass eine STIM1/2-Defizienz die Proliferation und Migration der primären Lungenfibroblasten vermindert [1].As an ubiquitous messenger Ca2+ maintains cell functions and plays an important role during physiological processes. These functions are regulated by different Ca2+ signaling pathways initiated by alterations of the intracellular Ca2+ concentrations. Both the store- and the receptor-operated Ca2+ entry present basic processes to generate Ca2+ signals. Dysregulated Ca2+ signaling pathways and disturbed Ca2+-homeostasis can lead to pathological alterations in certain cell types, e.g. in pulmonary arterial smooth muscle cells (PASMC) and primary lung fibroblasts (pmLF). Stromal interaction molecules (STIM) 1 and 2 proteins are acting as sensors for Ca2+ in intracellular stores and activate Orai channels at the plasma membrane for store-operated Ca2+ entry (SOCE), while classical transient receptor potential (TRPC) channel mediate receptor-operated Ca2+ entry (ROCE). However, several reports indicate a role for TRPC in SOCE in certain cell types. Therefore, Ca2+ influx was analyzed in TRPC1/6 and TRPC1/3/6 deficient (TRPC1/6-/-, TRPC1/3/6-/-) pmLF and PASMC as well as STIM1/2 deficient (STIM1/2ΔpmLF) pmLF to investigate any possible contributions of TRPC channels. Moreover, cell functions of STIM1/2 proteins and TRPC1/6 channels as well as their functions during the transition from pmLF to myofibroblasts were studied. As expected, SOCE was decreased in STIM1/2 deficient pmLF and ROCE was decreased in TRPC1/6-/- and TRPC1/3/6-/- pmLF compared to control cells. By contrast, SOCE was not significantly different in TRPC1/6-/- and TRPC1/3/6-/- pmLF and ROCE was similar in STIM1/2 deficient pmLF compared to control cells [1]. Along these lines, experiments with PASMC showed similar results. In consequence, an interaction to mediate the SOCE in these cells seems unlikely between STIM and TRPC1/6 as well as TRPC1/3/6 channels. While the Ca2+ content in the internal cell stores of the endoplasmatic reticulum (ER) was lower in STIM1/2 deficient pmLF, TRPC1/6 deficient pmLF showed increased Ca2+ levels. Most interestingly, cell proliferation, migration and nuclear localization of the transcription factors nuclear factor of activated T-cells c1 and c3 (NFATc1 and c3) were decreased after ablation of STIM1/2 proteins in pmLF. In clear contrast to these results, lack of TRPC1/6 channels increased cell proliferation and migration. After treatment with „transforming-growth-factor β1“ (TGF-β1) STIM1/2 deficient pmLF showed no significant differences in the expression of alpha smooth muscle actin (α-SMA) or actin stress fibers in comparison to control cells. However, TRPC1/6 deficient pmLF demonstrated significantly less expression of α-SMA and actin stress fibers. In conclusion, TRPC1/6 channels are not involved in SOCE in pmLF as well as PASMC and STIM1/2 deficiency resulted in decreased cell proliferation and migration in pmLF [1]

Effizienz der Gentherapie mit adenoviralen Vektoren bei Ornithintranscarbamylse defizienten Mäusen in Abhängigkeit von OTC-Leadersequenz

Die Effizienz einer somatischen Gentherapie des Ornithintranscarbamylase-Mangels mit adenoviralen Vektoren wird am Modell der spfash-Maus untersucht. Spfash-Mäuse werden mit Vektoren transfiziert, die das komplette OTC-Transgen der Maus, des Menschen oder Hybride mit vertauschten Leadersequenzen enthalten. Auf ultradünnen Gefrierschnitten des Lebergewebes von Kontrollmäusen, unbehandelten und transfizierten spfash-Mäusen wird die intrazelluläre Verteilung von OTC, CPS I und ATPase(c) immunelektronenmikroskopisch dargestellt und morphometrisch quantifiziert. Die Ergebnisse dieser In-vivo-Studie zeigen, dass die transgene OTC sehr effizient in die Mitochondrien von spfash-Hepatozyten importiert wird und die Voraussetzung für eine metabolische Korrektur des OTC-Mangels gegeben ist. Die mitochondriale Importkapazität der transgenen OTC und damit der gentherapeutische Erfolg hängen jedoch entscheidend von spezies-spezifischen Unterschieden in der Leadersequenz ab. The efficiency of somatic gene therapy of OTC deficiency with adenoviral vectors is examined in the spfash mouse model. Spfash mice are transfected with vectors containing the complete murine OTC transgene, the complete human OTC transgene or hybrids with exchanged leadersequences. On ultrathin frozen sections of liver tissue of control mice, untreated and transfected spfash mice the intracellular distribution of OTC, CPS I and ATPase(c) is shown by immune electronmicroscopy and is morphometrically quantified. The results of this in-vivo study reveal a very efficient import of transgenic OTC into mitochondria of spfash hepatocytes, so that the precondition for a metabolic correction of OTC deficiency is fulfilled. However, the capacity of mitochondrial import of transgenic OTC and, therefore, of gene therapeutic success strongly depend on species specific differences in the leadersequence

Store-operated Ca2+ entry in primary murine lung fibroblasts is independent of classical transient receptor potential (TRPC) channels and contributes to cell migration

Stromal interaction molecules (STIM1, 2) are acting as sensors for Ca2+ in intracellular stores and activate Orai channels at the plasma membrane for store-operated Ca2+ entry (SOCE), while classical transient receptor potential (TRPC) channel mediate receptor-operated Ca2+ entry (ROCE). Several reports, however, indicate a role for TRPC in SOCE in certain cell types. Here, we analyzed Ca2+ influx and cell function in TRPC1/6-deficient (TRPC1/6(-/-)) and STIM1/2- deficient (STIM1/2(Delta pmLF)) primary murine lung fibroblasts (pmLF). As expected, SOCE was decreased in STIM1/2- deficient pmLF and ROCE was decreased in TRPC1/6(-/-) pmLF compared to control cells. By contrast, SOCE was not significantly different in TRPC1/6(-/-) pmLF and ROCE was similar in STIM1/2-deficient pmLF compared to Wt cells. Most interestingly, cell proliferation, migration and nuclear localization of nuclear factor of activated T-cells (NFATc1 and c3) were decreased after ablation of STIM1/2 proteins in pmLF. In conclusion, TRPC1/6 channels are not involved in SOCE and STIM1/2 deficiency resulted in decreased cell proliferation and migration in pmLF

Draft genome sequence of Microbacterium sp. strain UCD-TDU (phylum Actinobacteria)

© 2013 Bendiks et al. Here, we present the draft genome sequence of Microbacterium sp. strain UCD-TDU, a member of the phylum Actinobacteria. The assembly contains 3,746,321 bp (in 8 scaffolds). This strain was isolated from a residential toilet as part of an undergraduate student research project to sequence reference genomes of microbes from the built environment

Doede van Amsweer. Bijdrage tot de kennis van de geschiedenis der Reformatie in de provincie Groningen

Doede van Amsweer wurde im Winter oder Frühjahrsanfang 1546 in Appingedam geboren aus der Ehe des Aylco van Amsweer mit Anne to Eelwart. Der Unterricht des Praedinius, den er schon sehr jung in Groningen erhielt, hat grossen Einfluss auf ihn ausgeübt. Von 1561 bis 1566 reiste er wie viele junge Leute aus Groningen im Ausland. Wahrend seines Aufenthaltes in England 1565/66 schloss er Freundschaft mit dem Dichter Karel Utenhove, einem Neffen des Londoner Kirchenaltesten Jan Utenhove. In diesem Milieu erfolgte sein Übertritt zur Reformation. 1m Jahre 1574 ehelichte Van Amsweer eine Schwester des Date Brossema. Da er aus einer ansehnlichen Familie stammte, die sich der Stadt Appingedam schon sehr verdient gemacht hatte, wurde Van Amsweer im Anfang des Jahres 1578 zum Bürgermeister dieser Stadt ernannt. Dies war zum Teil auch eine Folge der günstigeren Lage der Protestanten in den Niederlanden. Sein Anschluss an die Partei der Reformation, der deutlich aus seinem Amt eines Kirchenaltesten in Appingedam hervorgeht, hatte zur Folge, dass er nach dem Verrat des Rennenberg fliehen musste. Von 1580 bis 1594 weilte er in Emden, der "Herberge" vieler Verbannten. Hier beteiligte er sich aktiv an der Widerstandsbewegung der "Ommelander" gegen die spanische Herrschaft. Die Kirche und die Heilige Schrift hatten damals schon sein grosses Interesse. Nach seinen eigenen Worten zog er den "fleischlichen" Waffen die geistigen vor. Er verschickte viele "Troost ende Vermaenschriften" (Trost-und Ermahnungsschriften) und er veroffentlichte im Jahre 1584 drei grossere Werke: "Spieghel der Aenvechtingen" (Spiegel der Anfechtungen) eine sehr freie Bearbeitung von Savonarolas Meditation Uber den 31. Psalm, "Proeve des Ghelovens" (Probe des Glaubens) und "Ein trouhertige unde droevighe Vermaninghe" (Eine treuherzige und traurige Ermahnung). 1592/93 gab er auch noch eine ziemlich wortliche Obersetzung des Thomas Naogeorgus' "Mercator Reformatus" heraus. Diese Werke bezweckten die bedrangten Glaubigen zu trosten und sie in ihrer Oberzeugung zu starken. ... Zie: Zusammenfassun