ANALYSIS OF DNA INTERACTIONS AND PHOTOCLEAVAGE BY PHENYL MESO SUBSTITUTED CYANINE DYES IN THE NEAR-INFRARED RANGE

Cyanine dyes are attractive photosensitizers for photodynamic therapy due to their ease of structure modification and intense absorption in the near-infrared range. Photosensitizers that can bind to DNA and absorb at long enough wavelengths of light to deeply penetrate biological tissue are in high demand for treatment of cancer and other diseases. The following study analyzes the DNA interactions of three pentamethine cyanine dyes with very similar structures, all of which absorb light at wavelengths longer than 800 nm. The work described involves an extensive study of the photocleavage abilities and DNA binding characteristics of these dyes. Our lead compound was a bromophenyl meso substituted symmetrical quinoline cyanine dye. Spectroscopic data, gel electrophoresis experiments and other studies were used to provide evidence of DNA binding mode, ROS production, and of dye-sensitized DNA photocleavage at the unprecedented wavelength of 850 nm

Effects of farming practice and landscape complexity on vertebrate diversity and ecological functioning in agroecosystems

In den letzten Jahrzehnten hat die landwirtschaftliche Intensivierung zu einem erheblichen Verlust der Biodiversität und zu einer verringerten Effektivität von Ökosystemfunktionen, wie z.B. der Bestäubungsleistung, der natürlichen Schädlingskontrolle oder der Unterdrückung von Krankheitserregern in der Agrarlandschaft beigetragen. Hauptgründe sind dabei die Umwandlung von natürlichen und naturnahen Habitaten in landwirtschaftliche Nutzflächen und die Intensivierung landwirtschaftlicher Verfahren, wie ein erhöhter Pestizid- und Düngemitteleinsatz und eine intensivere Bodenbearbeitung. Die Biodiversität kann, im Gegensatz dazu, durch den ökologischen Landbau und eine höhere Landschaftskomplexität in der Agrarlandschaft positiv beeinflusst werden. In der Praxis kann dies durch den Verzicht auf Spritzmittel, mineralische Dünger und eine vielfältigere Fruchtfolge auf lokaler Ebene und durch eine höhere Habitatdiversität und einem höheren Anteil an naturnahen Habitaten auf Landschafsebene realisiert werden. Da sich die die Landschaftskomplexität und die Effekte der unterschiedlichern Bewirtschaftungsformen gegenseitig beeinflussen, ist es wichtig die lokalen Bewirtschaftungsformen und den Landschaftskontext gleichzeitig zu betrachten. In der vorliegenden Arbeit haben wir uns mit der relativen Bedeutung der lokalen Bewirtschaftungsform (ökologischer vs. konventioneller Landbau) und des Landschaftskontextes (Ackeranteil) beschäftigt. Als wichtige Bestandteile von Nahrungsnetzen in der Agrarlandschaft konzentrierte sich unsere Arbeit auf Offenland-, Wald- und Feldvögel sowie Kleinsäuger. Weiterhin haben wir die Samenverbreitungs und fraßraten verschiedenen Problemunkräutern untersucht, da diese Ökosystemfunktion das Wachstum und die Verbreitung vieler Pflanzenarten stark beeinflussen kann. Die Vogelstudie wurde auf 61 Winterweizenfeldern in Ost- und Westdeutschland während der Brutzeit und im Winter durchgeführt. Die zwei Regionen wurden aufgrund der unterschiedlichen Landnutzungsgeschichte ausgewählt. In Westdeutschland konnten wir kleine Felder und einer höheren Landschaftskomplexität finden, während die Untersuchungsgebiete in Ostdeutschland durch sehr große Felder und eine geringere Landschaftskomplexität gekennzeichnet waren. Die Versuche zur Untersuchung des Kleinsäugervorkommens und der Samenverbreitung/ -fraßraten wurden auf 22 Winterweizenfeldern in der Umgebung von Göttingen (Westdeutschland) zwischen der Weizenblüte und -reife durchgeführt. Für alle Experimente wurden ein ökologisch und ein konventionell bewirtschaftetes Feld innerhalb eines Landschaftskomplexitätsgradienten (40 - 100% Ackeranteil in Radien von 500 m um das Untersuchungsfeld) ausgewählt. Die Vögel zeigten aufgrund ihrer unterschiedlichen Habitatansprüche unterschiedliche Reaktionen auf die Landschaftskomplexität. Der Artenreichtum der Offenlandarten stieg mit zunehmendem Ackeranteil an und war auf ökologischen Feldern während der Brutzeit höher. Im Gegensatz dazu nahmen die Abundanzen und die Artenzahlen der Wald- und Feldvögel mit zunehmendem Ackeranteil ab, unabhängig von den unterschiedlichen Bewirtschaftungsformen. Eine Erklärung dafür sind die deutlich unterschiedlichen Habitatansprüche der drei Vogelgruppen. Die Abundanz, Artenzahl und Diversität der Kleinsäuger stieg auf ökologisch bewirtschafteten Flächen mit zunehmendem Ackeranteil an, während das Kleinsäugervorkommen auf konventionellen Feldern abnahm. Die Abundanzen von echten Mäusen nahm mit zunehmender Landschaftskomplexität zu, während potentielle Schädlinge, wie Wühlmäuse unabhängig von der Bewirtschaftungsform positiv auf einen zunehmenden Ackeranteil in der Landschaft reagierten. Die Samenverbreitungs/ fraßraten wurden hauptsächlich von den Unterschieden zwischen den Samenprädatoren (Vertebraten vs. Invertebraten) und der Samenart, aber auch von der Landschaftskomplexität in Interaktion mit der Bewirtschaftungsform bestimmt. Die Samenverbreitungs/ -fraßraten stiegen auf ökologisch bewirtschafteten Flächen mit abnehmendem Ackeranteil an, während auf konventionellen Feldern die Samenverbreitungs/ -fraßraten mit zunehmendem Ackeranteil zunahmen. Unsere Ergebnisse konnten zeigen, dass sowohl der ökologische Landbau, als auch die Landschaftskomplexität die Abundanz und den Artenreichtum von Vertebraten und Ökosystemfunktionen beeinflussen. Für Vögel in der Agrarlandschaft war der ökologische Landbau jedoch weniger wichtig als die Landschaftskomplexität, während Kleinsäuger und Samenverbreitungs/ -fraßraten von der ökologischen Bewirtschaftung in Interaktion mit der umgebenden Landschaft beeinflusst wurden. Durch entgegengesetzte Reaktionen der verschiedenen Vertebratentaxa und Ökosystemfunktionen auf die unterschiedlichen Bewirtschaftungsformen und die Landschaftskomplexität wird eine artspezifische Bewirtschaftung der Agrarlandschaften notwendig. Die Biodiversität in der Agrarlandschaft kann somit z.B. durch ökologisch und konventionell bewirtschaftete Flächen umgeben von natürlichen und naturnahen Habitaten gefördert werden

Modulation der angeborenen Immunantwort durch mikrobielle Metaboliten

Zahlreiche Untersuchungen belegen, dass kurzkettige Fettsäuren (SCFA) eine wichtige Rolle sowohl beim Erhalt der Gesundheit als auch bei der Entstehung von Krankheiten spielen. Wir konnten zeigen, dass sich durch die Überexpression des antimikrobiellen Peptids hReg3α in transgenen Mäusen die bakterielle Zusammensetzung von gram-positiven Firmicutes hin zu gram-negativen Verrucomicrobia verändert. Die meisten Spezies aus dem Stamm der Firmicutes sind als Butyrat-Produzenten bekannt, wohingegen zum Beispiel Akkermansia muciniphila aus dem Stamm der Verrucomicrobia zu den Propionat-Produzenten gehört. Die Abnahme des Stammes der Firmicutes und die Zunahme des Stammes der Verrucomicrobia korreliert mit der Abnahme der Butyratkonzentration und der Zunahme der Propionatkonzentration im Kot von hReg3α transgenen Mäusen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit erfolgte zunächst die Untersuchung der immunmodulatorischen Eigenschaften von Propionat. Hierbei konnte gezeigt werden, dass eine erhöhte Propionat Konzentration, zu einer signifikant erhöhten Induktion der Expression von Interferon Stimulierten Genen (ISG) führt. Wir konnten zeigen, dass in murinen Kolonepithelzellen (CMT-93), humanen Lungenepithelzellen (A549), humanen monozytären Zellen (THP-1), sowie in primären, peripheren Blutmakrophagen (PBM) Propionat und Butyrat die Expression von Mitgliedern der IFIT-Genfamilie induzieren. Unsere Daten zeigen, dass die Induktion von ISG durch Propionat über den Gαq/11 Signalweg des G-Protein gekoppelten Rezeptors FFAR2 in einer IFN Typ I (IFNα) und IFN Typ III (IFN lambda) abhängigen Weise (JAK/STAT-Signalweg) vermittelt werden. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass durch die Stimulation mit Propionat oder dem IFNAR2 Agonisten RO8191 eine Kreuztoleranz gegenüber der Stimulierung mit TLR1/2 (Pam3CSK4) und TLR4 (LPS) Agonisten induziert werden konnte. Nach der Restimulation mit LPS oder Pam3CSK4 kam es zu einer signifikanten Reduktion von proinflammatorischen Zytokinen und Chemokinen (z.B. TNF und CXCL2) sowohl in den untersuchten Epithelzelllinien (CMT-93) als auch in der monozytären Zelllinie THP-1 und den primären PBM. A549 Zellen zeigen eine Propionat-induzierte Kreuztoleranz gegenüber der Stimulierung mit LPS. Interessanterweise scheint die durch Propionat induzierte Expression einzelner Mitglieder der IFIT-Genfamilie ausreichend zu sein, die proinflammatorische Zytokinproduktion als Reaktion auf eine nachfolgende PRR-Stimulation zu hemmen. Darüber hinaus zeigen unsere Daten, dass die Propionat-induzierte IFIT-Expression die MHC-Klasse-II Expression nach erfolgter TLR4 Stimulation hemmt, was zeigt, dass Propionat vermittelte Signale eine Toleranz bezüglich der TLR-induzierten MHC-Klasse-II Expression zu induzieren scheint. Zur Bestimmung einer Relevanz dieser Ergebnisse in vivo sind noch weitere Experimente notwendig. Da nicht nur die IFIT-Genfamilie in den Epithelzellen und in den Zellen myeloiden Ursprungs durch Propionat induziert wurde, sondern auch weitere ISG wie ISG15, MX1 oder OASL2, wurde die antivirale Aktivität in diesen Zellen nach Propionat Stimulierung genauer untersucht. Wir konnten in Infektionsexperimenten mit dem VSV*DeltaG(Luc)-Replikon Partikeln zeigen, dass eine Vorstimulation mit Propionat die Infektion und Replikation des VSV*DeltaG(Luc) Replikon in vitro signifikant verringert. Um die erhaltenen Ergebnisse in vivo zu verifizieren und möglicherweise translational weiter zu entwickeln müssen noch weiterführende Untersuchungen durchgeführt werden, um die Bedeutung von Propionat in der antiviralen Immunantwort in vivo genauer zu bestimmen

Ligand binding of 17ß-hydroxysteroiddehydrogenases 1 and 2

Das Steroid-Hormon 17ß-Estradiol ist maßgeblich an der Entstehung und Entwicklung von Brustkrebs beteiligt. Die intrazelluläre Verfügbarkeit des aktiven Estrogens, 17ß-Estradiol, wird durch die 17ßHydroxysteroiddehydrogenase (17ßHSDl) reguliert, die die NADPH-abhängige Reduktion von Estron zu Estradiol katalysiert. Damit stellt die 17ßHSD1 einen interessanten Ansatzpunkt für die Entwicklung neuer Inhibitoren im Hinblick auf potente Wirkstoffe gegen Brustkrebs dar. Die 17ß-Hydroxysteroiddehydrogenase 2 bevorzugt hingegen die oxidative Aktivität und wandelt die biologisch aktiven Hydroxysteroide wie Estradiol in ihre inaktiven Ketoformen um. Ein möglicher Inhibitor der 17ß-HSD1 sollte demnach die Funktion der 17ß-HSD2 nicht beeinträchtigen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Strategien und Methoden entwickelt, die 17ßHSD1 durch heterologe Expression erstmals in E. coli darzustellen. Durch NMR-Spektroskopie in Kombination mit Docking konnten detaillierte Aussagen über die Bindungsepitope der untersuchten Liganden gemacht werden. Diese Informationen sind für eine gerichtete Optimierung von Leitstrukturen von großer Bedeutung.The steroid hormone 17ß-estradiol plays a crucial role in genesis and development of human breast cancer. Its intracellular concentration is regulated by 17ß-hydroxysteroid dehydrogenases. The 17ß-HSD1 catalyzes the reversible reduction of estrone to estradiol while the 17ß-HSD2 catalyzes the reverse reaction. These enzymes are thus important targets for inhibitor design. In approach to rational drug design strategies and methods for the heterologous expression of 17ß-HSD1 in E. coli were established. Results of NMR spectroscopy combined with docking results were used to characterize the binding epitopes of the investigated ligands

Die Bedeutung der Vorstellungen von "Self" und "Other" für die Wahl des Studiums der Kultur- und Sozialanthropologie

Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Frage, inwiefern Vorstellungen von den Anderen und Vorstellungen von der eigenen Gesellschaft bei der Entscheidung für das Studium der Kultur- und Sozialanthropologie eine Rolle spielen. Dabei wurde von der Vorannahme ausgegangen, dass häufig eine kritische Haltung gegenüber der eigenen Gesellschaft und exotistische Vorstellungen von den Anderen für die Wahl dieses Studiums ausschlaggebend sind. Der theoretische Teil der Arbeit konzentriert sich darauf, wie Kategorien von „uns“ und „Anderen“ konstruiert werden. Hier werden Ethnozentrismus, Eurozentrismus, Orientalismus und Exotismus, „othering“ und das Konzept der Stereotypisierung ebenso wie postmoderne und feministische Ansätze diskutiert. Ein großes Kapitel widmet sich den Konzepten Kultur und Identität. Weiters wird das Thema der Fremdheit betrachtet und verschiedene Möglichkeiten der Wahrnehmung des Fremden werden vorgestellt. Es geht in der theoretischen Auseinandersetzung vor allem darum, die Konstruktion von essentiellen Kategorien von „Self“ und „Other“ zu hinterfragen und kritisch zu beleuchten. Vor diesem Hintergrund werden auch exotistische Vorstellungen als problematisch befunden. Für die Beantwortung der Fragestellung wurden qualitative Interviews mit StudienanfängerInnen der Kultur- und Sozialanthropologie in Wien geführt. Dabei ging es vor allem darum, unbewusste Vorstellungen in Bezug auf die Anderen sichtbar zu machen. Diese Arbeit möchte so die Notwendigkeit eines kritischen Umgangs mit eigenen Vorstellungen und Vorannahmen, die Einfluss auf die Repräsentation von Anderen haben, aufzeigen. Als Ergebnis der empirischen Untersuchung können drei verschiedene Vorstellungen von der eigenen Gesellschaft und von den Anderen präsentiert werden: Neben exotistischen Bildern konnten das Bedürfnis nach Respekt und Wertschätzung für Andere und der Wunsch nach einer Verbesserung der Situation der Anderen als ausschlaggebend für die Wahl des Studiums der Kultur- und Sozialanthropologie identifiziert werden. Innerhalb dieser Kategorien konnten jedoch auch entscheidende Unterschiede in der Konstruktion dieser Anderen festgestellt werden. Es zeigte sich, dass viele InterviewpartnerInnen besonders von den neuen Themen der Kultur- und Sozialanthropologie angesprochen wurden, dass aber für einige StudienanfängerInnen die klassischen Themen und Forschungsfelder durchaus noch von Interesse sind.This thesis deals with the question of whether images of the Others and images of one's own society influence the decision to study cultural and social anthropology. The starting point of this question is the assumption that a critical attitude towards one's own society and exotistic ideas about the Others account for the decision to choose this field of study. In the theory part of the paper the question of how categories of „Us“ and „Others“ are constructed is discussed. Ethnocentrism, eurocentrism, orientalism and exotism, „othering“ and the concept of stereotyping as well as postmodern and feminist approaches are treated. One important chapter deals with the concepts of culture and identity. Moreover, the topic of strangeness (“Fremdheit“) is looked at and different possibilities of perceiving “Fremdheit” are presented. The main concern of the theoretical discussion is to question essential categories of “Self” and “Other”. It is in this context that also exotistic images are considered to be a problem. Qualitative interviews with social and cultural anthropology students in their first year at the University of Vienna were conducted in order to answer the basic question of this paper. Here, the main concern was to show unconscious ideas about the Others. Thus, this paper wants to point out the necessity of dealing with one's own ideas and preconceptions critically, as these influence our representations of Others. As a result of the empirical investigation, three different images of one's own society and of the Others that influenced the candidates' decision to study cultural and social anthropology can be presented: Exotistic images, the need for respect of Others, and the desire to improve the situation of Others. Within these categories, essential differences in the construction of these Others could be identified, though. It turned out that many interview partners were particularly interested in the new topics of cultural and social anthropology, yet some still showed interest in the classical topics and fields of research

Public Music Libraries and event activities: possible types, structures, offers and cooperations Bachelorarbeit

Öffentlichkeitsarbeit ist für öffentliche Bibliotheken unerlässlich. So auch für öffentliche Musikbibliotheken. Um ihre Existenz und Angebote in dem Bewusstsein der Bevölkerung zu verankern, können Musikbibliotheken verschiedene Möglichkeiten nutzen, wie zum Beispiel das Organisieren von Veranstaltungen auch in Zusammenarbeit mit Kooperationspartnern. In der vorliegenden Arbeit geht werden die Grundzüge, sowie Arten und Formen von öffentlichen Musikbibliotheken genauer beleuchtet. Dabei wird ein kurzer Blick in die Vergangenheit geworfen, um die Entstehung der ersten Programmarbeit nachzuvollziehen. Danach werden Funktionen und Strukturen näher erläutert und verschiedene Möglichkeiten der Öffentlichkeitsarbeit in öffentlichen Musikbibliotheken vorgestellt. Besondere Erwähnung findet die Veranstaltungs-/ Programmarbeit. Diese wird in einer onlinebasierten Befragung vertieft und die Auswertungen ausführlich diskutiert. Es findet ein Vergleich zu früheren Befragun-gen zu diesem Thema statt. Durch einen kurzen Test werden die Auswertungsergebnisse überprüft und erneut bewertet. Die Arbeit schließt mit wichtigen Erkenntnissen der Auswertung der Literatur sowie der Befragung ab

Herbaceous Legume Encroachment Reduces Grass Productivity and Density in Arid Rangelands

Worldwide savannas and arid grasslands are mainly used for livestock grazing, providing livelihood to over a billion people. While normally dominated by perennial C-4 grasses, these rangelands are increasingly affected by the massive spread of native, mainly woody legumes. The consequences are often a repression of grass cover and productivity, leading to a reduced carrying capacity. While such encroachment by woody plants has been extensively researched, studies on similar processes involving herbaceous species are rare. We studied the impact of a sustained and massive spread of the native herbaceous legume Crotalaria podocarpa in Namibia's escarpment region on the locally dominant fodder grasses Stipagrostis ciliata and Stipagrostis uniplumis. We measured tussock densities, biomass production of individual tussocks and tussock dormancy state of Stipagrostis on ten 10 m x 10 m plots affected and ten similarly-sized plots unaffected by C. podocarpa over eight consecutive years and under different seasonal rainfalls and estimated the potential relative productivity of the land. We found the percentage of active Stipagrostis tussocks and the biomass production of individual tussocks to increase asymptotically with higher seasonal rainfall reaching a maximum around 300 mm while the land's relative productivity under average local rainfall conditions reached only 40% of its potential. Crotalaria podocarpa encroachment had no effect on the proportion of productive grass tussocks, but reduced he productivity of individual Stipagrostis tussocks by a third. This effect of C. podocarpa on grass productivity was immediate and direct and was not compensated for by above-average rainfall. Besides this immediate effect, over time, the density of grass tussocks declined by more than 50% in areas encroached by C. podocarpa further and lastingly reducing the lands carrying capacity. The effects of C. podocarpa on grass productivity hereby resemble those of woody encroachers. Therefore, against the background of global change, the spread of herbaceous legumes and the underlying patterns needs to be further investigated to develop adequate counter measures for a sustainable land use.DF

Influence of roads on space use by European hares in different landscapes

© The Author(s) 2022Context Roads are ubiquitous in human inhabited landscapes, and can impact animal movement and population dynamics, due to barrier effects, road mortality, but also by providing resources at road verges. Thus, we need a better understanding of how roads, in interaction with seasonal changes in habitat structure, affect space use and habitat selection of the animals that persist in these landscapes. Objectives Here, we used the European hare (Lepus europaeus) as model species to investigate how human-induced changes in landscape composition—measured as road density, land cover type, and field size—affect home range location, seasonal habitat selection and road crossings, which are likely to correlate with wildlife-vehicle collision risk. Methods We collected > 240,000 GPS positions of 90 hares from three populations (one in Denmark and two in Germany) that differed regarding agricultural intensification and road density. Using this data, we analyzed home range location and habitat selection (using step-selection functions) in relation to roads, habitat composition, and seasonality, and quantified how these factors affected road crossings by hares. Results In comparatively more heterogeneous landscapes, hares established home ranges in areas with lower road densities compared to the surrounding area, but not in more simple landscapes. Moreover, hares generally avoided main roads and selected for minor roads during the vegetation growth seasons, especially in areas with comparatively less heterogeneous habitat structure. Hares crossed more main roads when moving greater distances, with movement distances being comparatively larger in simpler landscapes. Conclusions Our findings emphasize that it is important to distinguish between road types, as different roads can have different impacts on animals (e.g., small roads providing foraging opportunities via roadside vegetation and large roads being avoided). Moreover, animals in comparatively more heterogeneous landscapes are better able to adjust their habitat selection to avoid main roads than animals inhabiting simpler landscapes. More generally, homogenous landscapes increase the space use requirements of animals, leading to increased probability of road crossings, which in turn might affect population dynamics via increased road mortality risk.publishedVersio

Les limbes : Opinions théologiques et croyances populaires au Québec du xviie au xxe siècle

L’hypothèse de l’existence des limbes pour les enfants morts sans baptême a été élaborée au Moyen Âge. Cependant, le dépouillement de tous les catéchismes publiés au Québec, de 1702 à 1952, révèle que c’est en 1895 seulement que ces limbes commencent à être mentionnés dans les manuels des maîtres, et en 1951 dans les petits catéchismes destinés aux enfants. D’autres raisons que la peur des limbes incitaient donc les parents à faire baptiser leurs enfants le plus tôt possible après leur naissance, notamment le désir de les faire enterrer dans le cimetière paroissial et l’espoir de les retrouver dans le ciel.The idea of limbo as a destination for the souls of unbaptised children was first developed in the Middle Ages. However, an examination of catechisms published in Quebec between 1702 and 1952 reveals that it was not until 1895 that limbo began to be mentioned in teachers’ manuals, and it did not figure in the shorter catechisms written for students until 1951. Thus, it was for reasons other than the fear of limbo that parents baptized their children as soon as possible after birth, notably the desire to have them buried in the parish cemetery and the hope of meeting them in heaven

Prospect and challenge of detecting dynamic gene copy number increases in stem cells by whole genome sequencing

Gene amplification is an evolutionarily well-conserved and highly efficient mechanism to increase the amount of specific proteins. In humans, gene amplification is a hallmark of cancer and has recently been found during stem cell differentiation. Amplifications in stem cells are restricted to specific tissue areas and time windows, rendering their detection difficult. Here, we report on the performance of deep WGS sequencing (average 82-fold depth of coverage) on the BGISEQ with nanoball technology to detect amplifications in human mesenchymal and neural stem cells. As reference technology, we applied arraybased comparative genomic hybridization (aCGH), fluorescence in situ hybridization (FISH), and qPCR. Using different in silico strategies for amplification detection, we analyzed the potential of WGS for amplification detection. Our results provide evidence that WGS accurately identifies changes of the copy number profiles in human stem cell differentiation. However, the identified changes are not in all cases consistent between WGS and aCGH. The results between WGS and the validation by qPCR were concordant in 83.3% of all tested 36 cases. In sum, both genome-wide techniques, aCGH and WGS, have unique advantages and specific challenges, calling for locus-specific confirmation by the low-throughput approaches qPCR or FISH