The development of multi - compartmentalised systems for the directed organisation of artificial cells

Membrane contact sites are of particular interest in the field of synthetic biology and biophysics. They are involved in a great variety of cellular functions. They form in between two cellular organelles or an organelle and the plasma membrane in order to establish a communication path for molecule transport or signal transmission. The development of an artificial membrane system which can mimic membrane contact sites using bottom up synthetic biology was the goal of this research study. For this, a multi - compartmentalised giant unilamellar vesicle (GUV) system was created with the membrane of the outer vesicle mimicking the plasma membrane and the inner GUVs posing as cellular organelles. In the following steps, three different strategies were used to achieve an internal membrane - membrane adhesion

The planning of Sasolburg and Secunda - achievements and prospects

In all the thought and effort that has gone into Sasol's town development and in the periods of stress and the moments of elation experienced du­ring the 32 years of ongoing endea­vour, there has been the common con­cern for the ultimate objectives - the creation of an urban environment worth living in, economical, safe and pleasant. The bare necessity of providing housing as a prerequisite to the run­ning of the Sasol I factory touched upon the basic elements from which towns were made. It called for critical assessment of traditional methods and presented opportunities to try out new approaches. The technical task turned into a spiritual adventure of a rare and fascinating kind. The Sasol Management took an active part in the venture and interest permeated through their organisation. The Local Authority on its later establishment responded in the same spirit. And so did many of the inhabitants as they saw their environment emerge from the dust of the construction site. During the years of implimentation and development the interests in the human issues was maintained and eventually in 1975 it was transmitted to the team entrusted with the de­sign, construction and administra­tion of the new town of Secunda. Sasol burg went through several phases of growth. The pioneering stage of the fifties was .followed by a period of ongoing growth, starting where the success of the huge industrial venture was assured and the plant was expan­ded in 1960. The Local Authority en­tered upon active township develop­ment towards the end of the seventies with the acquisition of the speculative townships together with vacant land on the northern slopes towards the Vaal River. A phase of expansion was thus initiated.&nbsp

Pilotstudie zur Untersuchung eines neuen Screening-Tools zur Beurteilung von zentraler Sensibilisierung bei Patienten mit arthrosebedingtem Knieschmerz

Ziel dieser Arbeit war es, klinisch gut durchführbare Bed-Side Untersuchungen zu einem festen Screening Tool zusammenzufügen, welches statistisch genau und zuverlässig Patienten mit den verschiedenen Aspekten einer zentralen Sensibilisierung detektieren kann. Dafür wurden diverse Bed-Side Untersuchungen in Anlehnung an die Untersuchungen der QST zur zentralen Sensibilisierung durchgeführt, sowie validierte Fragebögen zu Schmerzstärke, Schmerzqualität und Einschränkungen in Lebensqualität, sportlichen oder alltäglichen Aktivitäten eingesetzt. Ebenso wurden die Untersuchungen der QST zu mechanischer Schmerzsensitivität, mechanischer Schmerzschwelle, dynamisch mechanischer Allodynie und Druckschmerzschwelle durchgeführt. Mit dem in dieser Arbeit erstellten Screening Tool können mit nur drei einfachen Bed-Side Untersuchungen (zwei am Knie und eine am Unterarm) sensibilisierte Patienten mit einer hohen Genauigkeit detektiert werden. Die Durchführung der Untersuchungen dauert hierbei nur etwa eine Minute

Zum kulturellen und sozialen Wandel des Urlaubs in Österreich 1945 bis 1985

In dieser Arbeit sollte versucht werden, einen sozialen und kulturellen Wandel des Diskurses über das "Urlaubsmachen der ÖsterreicherInnen" in den Jahren 1945 bis 1985 darzustellen. Diese sind in den empirischen Daten (Statistiken), aber auch in der Urlaubs"realität" (wobei hier auf lebensgeschichtliche Erhebungen verzichtet werden musste) nachzuvollziehen. Als Quellen wurden Reiseführer herangezogen, welche sowohl einer historischen Diskurs-, als auch einer ikonographischen Bildanalyse unterworfen wurden. Detailfragen waren dazu der etwaige Wandel des "Images von Urlaub im allgemeinen" (von der Regeneration zum Erlebnischarakter), des "Images von Urlaub in Österreich und Italien" (welche die bevorzugten Reiseziele in den Jahren des "touristischen Take-off" waren) sowie die "Images von touristischen Leitformen" (Wandern, Baden, Besichtigen, Autofahren). Während sich die Darstellung eines kulturellen Wandels - von einem "engen" zu einem "erweiterten" Kulturbegriff, von "romantischen", regenerativen zu geselligen, erlebnisorientierten Leitformen, vom traditionellen "Sight-seeing" zum alternativen "Life-seeing" - mittel der Quellen gut darstellen ließ, waren die Reiseführer weniger geeignet, auch einen sozialen Wandel zu zeigen. Dass eine Vereinfachung, Verkürzung und "Verjüngerung" der Sprache und die Zunahme des Bildmaterials den Verlust der Distinktionskraft bürgerlicher Bildungsideale - welche den Tourismus im 19. und 20. Jahrhundert prägten - widerspiegeln, ist nur bedingt schlüssig. Nicht zuletzt die bürgerliche Kontinuität bei den VerfasserInnen, welche jedoch im Falle der alternativen Reiseführer durch die "sozialgeschichtliche Wende" infolge von 1968 geprägt wurde, weist darauf hin. So lässt sich kein sozialer Wandel im Sinne einer massenhaften Reisetätigkeit von ArbeiterInnen, Lehrlingen und BäuerInnen erkennen, viel mehr jedoch die vielzitierte "Diversifizierung und Pluralität der Lebensstile" der Postmoderne

Structural and Functional Analysis of RIG-I Like Helicases -

The cytosolic helicases RIG-I and MDA5 are primary sensors for viral RNA during infection. Although their overall role as key players in the antiviral response and the induced signaling pathways have been elucidated in great detail over the past years, a structural and functional understanding of virus recognition by these sensors is missing. On the basis of an X-ray structure of RIG-I RD the 5’-triphosphate interaction site could be mapped to a previously identified positively charged groove. Structural modeling of the homologous RD of MDA5 gave a rational for its lower affinity to RNA. Based on a comparison of enzymatic activities of several RIG-I truncation variants, a model for the transition from the inactive to the active state was postulated. In contrast to RIG-I, the molecular patterns which lead to MDA5-dependent anti-viral signaling are still insufficiently understood. Here it is shown that the dsRNA-mimic poly I:C is a potent activator of MDA5 ATPase activity in vitro. The ATPase activity is inhibited by V-protein, which stably binds to the N-terminal RecA domain of the MDA5 helicase domain. In summary, the results presented here broaden our understanding of virus sensing and pinpoint several intriguing avenues for future research. Protein conformation is critically linked to function and often controlled by interactions with regulatory factors. Here the selection of camelid-derived single-domain antibodies (nanobodies) that modulate the conformation and spectral properties of the green fluorescent protein (GFP)are reported. One nanobody could reversibly reduce GFP fluorescence about fivefold, whereas its displacement by a second nanobody caused a ten-fold increase. Structural analysis of GFP-nanobody complexes revealed that the two nanobodies induce subtle opposing changes in the chromophore environment leading to altered absorption properties. Unlike conventional antibodies, the small and stable nanobodies are functional in living cells. Nanobody induced changes were detected by ratio imaging and used to monitor protein expression and subcellular localization, and translocation events like the Tamoxifen-induced nuclear localization of estrogen receptor. This work demonstrates that protein conformations can be manipulated and studied with nanobodies in living cells

Bottom-up control of whitefish populations in ultra-oligotrophic Lake Brienz

Abstract.: Lake Brienz, an oligotrophic pre-alpine Swiss lake, went through a mesotrophic period between around 1960 and 1990. The lake is moderately turbid caused by fine suspended solids from glaciers. In 1999, yield of the economically important whitefish collapsed to about 10% of preceding years. Age and growth analysis of the two whitefish types examined - small and large type - revealed an almost complete halt of growth from 1999 until June 2000, paralleled by poor condition. Zooplankton data showed that cladocerans, the preferred food of whitefish, were rare from January 1999 until June 2000. In order to elucidate the trophic relationships between zooplankton and fish, the > was applied. The analysis showed that poor growth and condition of whitefish in 1999 and 2000 were caused by the scarcity of primary food organisms. The relatively small and slender fish could not be caught by legal gillnets, which resulted in poor fishing yield. Evidence is presented that cladoceran biomass governs food consumption by the fish (>), while the effect of fish predation on cladocerans was found to be negligible, most likely also during the period of poor growth. Turbidity did not appear to significantly interfere with the feeding of whitefish. Growth, condition and commercial yield of whitefish partly increased again after 2000, but due to the very low productivity of Lake Brienz, fishing yield will remain low. Food chains in such oligotrophic systems are fragile. It is likely that a future collapse of the cladoceran population and, thus, the whitefish fishery will happen agai

Molekulare Charakterisierung der Liganden spezifischen Spannungsabhängigkeit der Opioid-Rezeptoren

G-Protein gekoppelte Rezeptoren sind einer der wichtigsten Angriffspunkte in der pharmakologischen Therapie. Hierbei stellen die Opioid-Rezeptoren, im speziellen der µ Opioid-Rezeptor, den wichtigsten Angriffspunkt in der Therapie von starken Schmerzen dar. Die schmerzstillende Wirkung der Opioide wird jedoch von starken Nebenwirkungen, wie das Atemdepression oder Abhängigkeit, beteiligt. Das hohe Risiko für Missbrauch und Überdosis führte in den USA zur Opioid-Krise, die alleine im Jahr 2019 für bis zu 50.000 Tote verantwortlich war. Die Mehrheit der Todesfälle ist hierbei auf synthetische Opioide, wie Fentanyl, zurückzuführen. Zur Schmerztherapie wird eine Vielzahl an Opioiden eingesetzt. Diese unterscheiden sich nicht nur in ihrer chemischen Struktur. Auch ihre Potenz, Effektivität und Kinetik in der Gi/o-Aktivierung ist variabel. Es gibt viele Versuche neue, effektivere und sicherere Opioide zu entwickeln. Jedoch ist es wichtig, basierend auf den genannten Unterschieden zwischen den Opioiden, die unterschiedlichen ausgelösten Effekte der Opioide besser zu verstehen. Eine wichtige Rolle spielt hierbei die Untersuchung der Liganden-Rezeptor-Interaktionen sowie ein besseres Verständnis für die Liganden-spezifische Modulation der Rezeptor-Aktivität bei Spannungsänderungen des Membranpotentials. In dieser Arbeit wurden die Liganden-Rezeptor-Interaktionen mittels molekularen Dockings und Interaktionsmuster verschiedener Gruppen von Opioiden mittels einer Fingerprint-Analyse dieser Liganden-Bindeposen definiert. Diese Interaktionen konnten experimentell mittels Mutations-Studien in FRET-basierten Assays verifiziert werden. Diese Kombination aus in silico und in vitro Untersuchung erlaubte zudem eine detaillierte Charakterisierung der Liganden-spezifischen Spannungsabhängigkeit des MORs. Hierfür wurde einerseits eine Vielzahl an klinisch relevanten Opioid-Agonisten sowie Antagonisten bezüglich ihres Spannungsverhaltens auf verschiedenen Ebenen der GPCR-Signalkaskade mittels FRET-Messungen unter Kontrolle des Membranpotentials sowie Messungen von K+-Strömen charakterisiert. Die untersuchten Liganden konnten hierbei bezüglich ihres spannungsinduzierten Verhaltens in verschiedene Gruppen aufgeteilt werden. Eine Gruppe von Liganden zeigte eine starke Erhöhung der Rezeptor-Aktivität induziert durch Depolarisation. Hierfür konnte gezeigt werden, dass es zu einer Modulation der Effektivität der Rezeptor-Aktivierung kommt. Eine weitere Gruppe an Liganden zeigte eine Depolarisations-induzierte Verminderung der Rezeptor-Aktivität. Es konnten aber auch Liganden gefunden werden, unter denen kein Spannungseffekt detektierbar war. Diese Effekte konnten im weiteren Verlauf dieser Arbeit in Korrelation mit den Interaktionsmuster der Liganden gebracht werden. Diese Korrelationen konnten wiederum durch Mutationsstudien untermauert werden. Hierbei ergaben sich Interaktionsmuster und Motive im Rezeptor, welche die Richtung und Ausprägung des Liganden-spezifischen Spannungseffekts des MORs definieren und Rückschlüsse auf einen potentiellen generellen Spannungsmechanismus für GPCRs zulassen. Des Weiteren wurde die Spannungsabhängigkeit der anderen Opioid-Rezeptoren charakterisiert. Auch hier ließ sich eine Liganden-spezifische Spannungsabhängigkeit für den DOR und KOR definieren. Für den Nozizeptin-Rezeptor konnte eine ausgeprägte Spannungsabhängigkeit nachgewiesen werden. Um weitere Untersuchungen der Opioid-Rezeptor-Familie zu ermöglichen, wurden zudem in dieser Arbeit FRET-basierte Rezeptor-Konformations-Sensoren für den MOR, KOR und NOP generiert und charakterisiert. Diese neu etablierten Sensoren eigneten sich für Messungen in Hochdurchsatz-Assays und geben somit eine neue, unkomplizierte Möglichkeit zur Charakterisierung der bereits in der Klinik eingesetzten Opioide sowie zur Testung neu entwickelter Opioide