Analysis of the spore formation process in Myxococcus xanthus.

Myxococcus xanthus is a representative of Gram-negative bacteria that are able to form quiescent, environmentally-resistant spores in response to changes in environmental conditions, such as nutrient depletion. M. xanthus spores are formed inside fruiting bodies as final stage of an elaborate developmental program. In contrast to well studied Gram-positive spore formers, where sporulation is linked to cell division, M. xanthus spores are formed by rounding up of an entire rod-shaped cell. Studies on the core sporulation process in M. xanthus are impeded by the complexity of the starvation induced developmental program, subpopulations within a developing colony, the low proportion of cells that convert into spores, and their high mechanical resistance. We took advantage of the glycerol induced spore formation process and performed micro array analysis. This study revealed that 1,596 genes are significantly at least two-fold up- or down-regulated within four hours after addition of the inducer. Most of the genes that previously have been identified to play a role during starvation induced sporulation were found to be up-regulated indicating that the glycerol induced sporulation is an appropriate model to study the core sporulation process in M. xanthus. The array data analysis led to identification of a novel and highly up-regulated genomic locus termed nfs (necessary for sporulation). The nfs locus encodes for eight proteins that show no homology to characterized proteins. Bioinformatics, mutational and immunoblot analysis suggest that the Nfs-proteins localize to the cell envelope and form a complex. In-frame deletion of the nfs-genes led to a severe defect both in glycerol and starvation induced sporulation, whereas aggregation was not affected. In response to glycerol induction, the ∆nfs mutant displayed transiently aberrant cell morphology. Transcription from the nfs-promoter was detectable 30 minutes after induction with glycerol. Translational fusion of the putative promoter region to mcherry as reporter suggests that the nfs-genes only accumulate in spores. Analysis of nfs-expression in developmental mutant backgrounds suggests that nfs-expression is dependent on C-signaling and controlled by FruA. Based on this observation it is hypothesized that the Nfs proteins are specifically expressed during spore formation, that they form a cell envelope-associated complex and that they play a crucial role in generating viable spores. In addition, the role of the filament-forming cytoskeletal protein MreB was analyzed in respect to spore formation using genetic and biochemical approaches. MreB plays a crucial role in maintaining a rod-like cell shape in most known rod-shaped bacteria and has been shown to be a key-organizer of cell wall synthesis. The results suggest that the protein stays present during glycerol induced spore formation but becomes degraded during starvation induced spore formation suggesting two alternative ways of sphere formation in M. xanthus. Assays of spore germination with the MreB perturbing compound A22 revealed that MreB polymerization is an important precondition for germination of spherical spores, i.e. when cells re-establish rod-like cell morphology. The results of this work could provide a set of tools that can be used to reveal fundamental mechanisms of cell shape determination and coordinated cell shape conversion during spore formation as well as peptidoglycan synthesis with respect to cell morphogenic events in Gram-negative bacteria

Ergebnisse aus Langzeitstudien zu Gefahrstoffbelastungen im Tunnelbau

Die Mineure sind beim Tunnelbau trotz moderner Technik vielfältigen Beanspruchungen und Belastungen ausgesetzt. Deshalb wurden Tunnelbaumaßnahmen mestechnisch begleitet, um die Gefahrstoffbelastung festzustellen. Während die Belastung mit Feinstaub durch das moderne Nassspritzverfahren beim Betonspritzen stabil unter den MAK-Wert gedrückt werden kann, erfordert die Einhaltung des TRK-Wertes für DME beim Schuttern zusätzliche lüftungstechnische Maßnahmen

Simulatorstudie zur Ermittlung mentaler Handlungsmodelle von Piloten beim Energiemanagement

Im Rahmen des Forschungsprojektes "nxControl" wurde eine Simulatorstudie mit zwölf lizenzierten Verkehrspiloten zur Ermittlung mentaler Handlungsmodelle beim Energieabbau durchgeführt. Die Aufgabe der Piloten war es, drei Sink- und drei Landeanflüge mit variierten Randbedingungen zu absolvieren. Anhand der Versuchsergebnisse sollen Empfehlungen für die pilotenzentrierte Entwicklung eines Assistenzsystems zur Unterstützung der manuellen Steuerung von Flugzeugen in Längsrichtung abgeleitet werden. Die Ergebnisse der Versuche machten es möglich Handlungsstrategien der Piloten für konkrete Handlungsschritte aufzuzeigen. Die Folgerung eines allgemeingültigen Handlungsmodells war auf Grund der differierenden Strategien nicht möglich. Dennoch konnten mit Hilfe der Handlungsstrategien spezifische Fragestellungen beantwortet werden, die für die Entwicklung des Assistenzsystems wertvolle Informationen beinhalteten

Prewetting transition on a weakly disordered substrate : evidence for a creeping film dynamics

We present the first microscopic images of the prewetting transition of a liquid film on a solid surface. Pictures of the local coverage map of a helium film on a cesium metal surface are taken while the temperature is raised through the transition. The film edge is found to advance at constant temperature by successive avalanches in a creep motion with a macroscopic correlation length. The creep velocity varies strongly in a narrow temperature range. The retreat motion is obtained only at much lower temperature, conforming to the strong hysteresis observed for prewetting transition on a disordered surface. Prewetting transition on such disordered surfaces appears to give rise to dynamical phenomena similar to what is observed for domain wall motions in 2D magnets.Comment: 7 pages, 3 figures, to be published in Euro.Phys.Let

Marketing und Internet: Nutzungsoptionen und Diffusionsaussichten

Seit Aufkommen des neuen Informations- und Kommunikationsmediums Internet wird über dessen Innovationsgrad und Anwendungsnutzen ebenso leidenschaftlich gestritten wie über dessen zukünftige Diffusionsaussichten. Den euphorischen Befürwortern, die dem Internet eine schier unaufhaltsame weltweite Verbreitung attestieren, stehen andere Fachleute gegenüber, die unüberhörbar Skepsis äußern und vor einer allzu optimistischen Einschätzung der Internet-Marktausbreitung warnen. Der nachfolgende Beitrag möchte klären, auf welche Eigenschaften und Fähigkeiten dieses Mediums sich seine Befürworter und Kritiker beziehen. Auf der Grundlage einer präskriptiven Analyse der derzeitigen Diffusionsbarrieren und des gegenwärtigen Nutzungsstands bzw. der sich bereits abzeichnenden Anwendungstrends soll versucht werden, die zukünftigen Entwicklungsperspektiven des Internet abzuschätzen. Für die tatsächliche Marktausbreitung des Internet wird insbesondere auch das Adoptionsverhalten organisationaler Nutzer wichtig sein. Es werden in diesem Beitrag daher auch die Möglichkeiten analysiert, die sich aus seinem Einsatz insbesondere für das Marketing von Unternehmen bieten. Die Marketing-Manager müssen die spezifischen Stärken und Schwächen dieses innovativen Mediums kennen, wenn sie dessen Potentiale zur Erlangung komparativer Wettbewerbsvorteile effektiv nutzen wollen. --

Manual flying and energy awareness : Beneficial effects of energy displays combined with a new approach of augmented thrust control

In order to enable pilots to better maintain energy awareness and energy management in manual flight, a new concept has been proposed, which transfers the demand control principle of fly-by-wire control laws also to the control of thrust. It includes a total-energy-related augmented thrust controller combined with a modified cockpit instrumentation enriched by specific energy displays. In order to empirically evaluate the human performance consequences of this new approach, an experimental study was conducted in a flight simulator investigating its effects on pilots’ performance, workload, and situation awareness. A total of 24 commercial aircraft pilots performed a landing and approach on a complex flight trajectory with and without the new system elements. The results confirm the expected beneficial effects of the new system on flight precision and lowered effort involved in thrust control as compared with conventional raw data flying. No negative side effects, for example, impaired situation awareness, were found

Verbesserung von Flugpräzision und Arbeitsbeanspruchung bei manuellen RNP-Anflügen durch Vorgaberegler und Anzeigen für den Energiewinkel (nxControl)

Mit steigenden Präzisionsanforderungen bei immer komplexeren Flugtrajektorien erhöht sich die Arbeitsbeanspruchung der Piloten im manuellen Flug besonders bei der Ansteuerung von Triebwerken und Bremsklappen. Die konventionelle Steuerung über Hilfsparameter wie Triebwerksdrehzahl bzw. Hebelstellung erlaubt keine exakte Vorhersage der Zustandsänderung. Stattdessen muss abgewartet und die Eingaben gegebenenfalls angepasst werden. Ergänzend zu bestehenden Vorgaberegelungen im Cockpit (z. B. am Sidestick bzw. Steuerhorn) wurde deshalb im DFG-Vorhaben nxControl für die Steuerung von Triebwerken und Bremsklappen ein Vorgaberegler entwickelt, der das Lastvielfache in Flugbahnrichtung nx als Kommandowert verwendet (nxController). Das x-Lastvielfache ist synonym zum Gesamtenergiewinkel und wird direkt durch Schub- und Widerstandskraft aber auch durch Wind beeinflusst. Dieser Parameter gibt Auskunft über die Stärke der Zustands- bzw. der Gesamtenergieänderung, weshalb ein direkter Zusammenhang zwischen erwarteter Reaktion und Eingabe hergestellt wird. Der nxController soll somit ermöglichen, im manuellen Flug hohe Präzisionsanforderungen mit geringer Arbeitsbeanspruchung zu erfüllen. Eine Mensch-Maschine-Schnittstelle, bestehend aus Eingabehebel und Anzeigeelementen in den primären und sekundären Anzeigen des Cockpits, zur Ansteuerung und Überwachung soll zudem das Energiebewusstsein erhöhen. Das Gesamtsystem wurde in einen Forschungssimulator integriert und in verschiedenen Studien evaluiert. Dieser Beitrag stellt das nxControl-System mit Fokus auf dem Vorgaberegler und die Evaluationsergebnisse bei Standard-ILS-Landeanflügen ohne Störungen sowie anspruchsvoller und steiler RNP-Landeanflüge vor. Die Ergebnisse der Studien zeigen, dass die Versuchspersonen nach kurzem Training mit dem System die gestellten Aufgaben mit der geforderten Präzision erfüllen können. Beim RNP-Landeanflug sind zudem Verbesserungen in der Flugpräzision bei verringerter Arbeitsbeanspruchung durch das nxControl-System zu beobachten. Das System verspricht somit, manuelles Fliegen unter hohen Präzisionsansprüchen bei akzeptabler Beanspruchung zu ermöglichen