Laudatio für Herrn Direktor und Professor a.D. Dr. Erich Dickler und Herrn Direktor und Professor Dr. Jürg Huber anlässlich der Verleihung der Karl-Escherich-Medaille 2005 der Deutschen Gesellschaft für allgemeine und angewandte Entomologie am 21. März 2005 in Dresden

Die KARL-ESCHERICH-MEDAILLE wird zum Andenken an den führenden Vertreter der angewandten Entomologie für herausragende Leistungen auf diesem Fachgebiet von der Deutschen Gesellschaft für allgemeine und angewandte Entomologie vergeben. Mit der diesjährigen Verleihung der Medaille ehren wir Herrn Direktor und Professor a.D. Dr. ERICH DICKLER und Herrn Direktor und Prof. Dr. JÜRG HUBER für ihre herausragenden Verdienste um die Erforschung der Biologie von Nützlingen und Insektenpathogenen und der Möglichkeiten zu ihrer Schonung und gezielten Anwendung im Pflanzenschutz. Die Ehrung wird beiden Kollegen durch das Kuratorium für die Verleihung der KARL-ESCHERICH-MEDAILLE 2005 gemeinsam zuerkannt, weil sie bei der Entwicklung der biologischen Bekämpfung des Apfelwicklers als besonderes Kerngebiet ihrer Forschungen eng zusammen gearbeitet haben

Systematische Transaction-Level-Kommunikations-Modellierung mit SystemC

An emerging approach to embedded system design is to assemble them from a library of hardware and software component models (IP, intellectual property) using a system description language, such as SystemC. SystemC allows describing the communication among IPs in terms of abstract operations (transactions). The promise is that with transaction-level modeling (TLM), future systems-on-chip with one billion transistors and more can be composed out of IPs as simply as playing with LEGO bricks. However, reality is far out. In fact, each IP vendor promotes another proprietary interface standard and the provided design tools lack compatibility, such that heterogeneous IPs cannot be integrated efficiently. A novel generic interconnect fabric for TLM is presented which aims at enabling inter-operation between models of different levels of abstraction (mixed-mode) and models with different interfaces (heterogeneous components), with as little overhead as possible. A generic, protocol independent representation of transactions is developed, among with an abstraction level formalism. This approach is shown to support systematic simulation of state-of-the-art buses and networks-on-chip such as IBM CoreConnect and PCI Express over several levels of TLM abstraction. A layered simulation framework for SystemC, GreenBus, is developed to examine the proposed concepts. The thesis discusses new implementation techniques for communication modeling with SystemC which outperform the existing approaches in terms of flexibility, simulation accuracy, and performance. Based on these techniques, advanced concepts for TLM-based hardware/software co-design and FPGA prototyping are examined. Several experiments and a video processor case study highlight the efficiency of the approach and show its applicability in a TLM design flow.Eingebettete Systeme werden zunehmend auf Basis vorgefertigter Hard- und Softwarebausteine entwickelt, die in Form von Modellen (IP, Intellectual Property) vorliegen. Hierzu werden Systembeschreibungssprachen wie SystemC eingesetzt. SystemC ermöglicht, die Kommunikation zwischen IPs durch abstrakte Operationen, sog. Transaktionen zu beschreiben. Mit dieser Transaction-Level-Modellierung (TLM) sollen auch zukünftige Systeme mit 1 Milliarde Transistoren und mehr effizient entwickelt werden können. Idealerweise sollte das Hantieren mit IPs dabei so einfach sein wie das Spielen mit LEGO-Steinen. In der Realität sind jedoch IPs unterschiedlicher Hersteller nicht ohne weiteres integrierbar, und auch die Entwurfswerkzeuge sind nicht kompatibel. In dieser Doktorarbeit wird ein neuer, generischer Ansatz für die Transaction-Level-Modellierung mit SystemC vorgestellt, der Kommunikation zwischen Modellen auf unterschiedlichen Abstraktionsebenen (Mixed-Mode) und mit unterschiedlichen Schnittstellen (heterogene Komponenten) möglich macht. Der zusätzlich benötigte Simulations- und Code-Aufwand ist minimal. Ein protokollunabhängiges Transaktionsmodell und ein formaler Ansatz zur Beschreibung von Abstraktionsebenen werden vorgestellt, mit denen verschiedenartige Busse und Networks-on-Chip wie IBM CoreConnect und PCI Express auf verschiedenen TLM-Abstraktionsebenen simuliert werden können. Ein modulares Simulationsframework für SystemC wird entwickelt (GreenBus), um die vorgeschlagenen Konzepte zu untersuchen. Anhand von GreenBus werden neue Implementierungstechniken diskutiert, die den existierenden Ansätzen in Flexibilität, Simulationsgenauigkeit und -geschwindigkeit überlegen sind. Die Vor- und Nachteile der entwickelten Techniken werden mit Experimenten belegt, und eine Videoprozessor-Fallstudie demonstriert die Effizienz des Ansatzes in einem TLM-basierten Entwurfsfluss

Hyperforin-Biosynthese: Molekulare Analyse von Polyketid-Synthasen aus Hypericum perforatum und Hypericum calycinum

Zubereitungen aus dem Johanniskraut (Hypericum perforatum L.) werden zur Behandlung leichter bis mittelschwerer Depressionen eingesetzt. An ihrer Wirkung ist maßgeblich das Phloroglucin-Derivat Hyperforin beteiligt. Hyperforin und vorwiegend Adhyperforin wurden in H. calycinum-Zellkulturen nachgewiesen. Ferner wurden drei Polyketid-Synthase (PKS)-Aktivitäten detektiert. Die Inkubation von zellfreien Extrakten mit den Starter-Substraten Isobutyryl-CoA, Benzoyl-CoA und p-Cumaroyl-CoA in Gegenwart des Kettenverlängerers Malonyl-CoA führte zur Bildung von Phlorisobutyrophenon, Phlorbenzophenon bzw. Naringenin. Mittels Anionenaustausch-Chromatographie wurden die drei PKS-Aktivitäten getrennt. Die Chalkon-Synthase (CHS) bildet das Grundgerüst der Flavonoide, die Benzophenon-Synthase (BPS) das der Benzophenone/Xanthone und die Isobutyrophenon-Synthase (BUS) das der Hyperforine. Aus Zellkulturen von H. calycinum sowie aus jungen Knospen und Früchten von H. perforatum wurde poly(A+)-RNA isoliert und cDNA synthetisiert. Die für CHS aus H. perforatum und H. calycinum kodierenden cDNAs wurden isoliert. Die Enzyme wurden in E. coli überexprimiert und charakterisiert. Ferner wurde aus beiden Hypericum-Spezies BPS kloniert und in E. coli überexprimiert. Leider war die H. perforatum-BPS inaktiv. Hingegen war die rekombinante H. calycinum-BPS aktiv und wurde charakterisiert. Schließlich wurden für H. perforatum ein cDNA-Fragment und für H. calycinum zwei cDNA-Fragmente gewonnen, die 48-80 % Identität mit Typ III-PKS in der Datenbank aufweisen und möglicherweise für BUS kodieren.Saint Johns wort (Hypericum perforatum L.) is an efficient herbal remedy for the treatment of mild to moderate depression. Hyperforin, a phloroglucinol derivative, appreciably contributes to the antidepressant activity. Hyperforin and mainly adhyperforin were detected in cell cultures of H. calycinum. In addition, three polyketide synthase (PKS) activities were found. Incubation of isobutyryl-CoA, benzoyl-CoA and p-coumaroyl-CoA with cell-free extracts from H. calycinum cell cultures in the presence of the extender molecule malonyl-CoA led to the formation of phlorisobutyrophenone, phlorbenzophenone and naringenin, respectively. The three enzyme activities were separated by anion exchange chromatography. Chalcone synthase (CHS) forms the skeleton of flavonoids, benzophenone synthase (BPS) that of benzophenones/xanthones and isobutyrophenone synthase (BUS) that of hyperforins. Poly(A+)-RNA was isolated from cell cultures of H. calycinum and cDNA was synthetized. The cDNAs encoding CHS from H. perforatum and H. calycinum were isolated. The enzymes were overexpressed in E. coli and characterized. In addition, BPS was cloned from both Hypericum species and overexpressed in E. coli. Unfortunately, BPS from H. perforatum was inactive but the recombinant BPS from H. calycinum was active and characterized. Finally, one cDNA fragment for H. perforatum and two cDNA fragments for H. calycinum were isolated. They shared 48-80 % amino acid sequence identity with other type III PKS from the database and possibly code for BUS

Targeting of U4/U6 small nuclear RNP assembly factor SART3/p110 to Cajal bodies

The spliceosomal small nuclear RNAs (snRNAs) are distributed throughout the nucleoplasm and concentrated in nuclear inclusions termed Cajal bodies (CBs). A role for CBs in the metabolism of snRNPs has been proposed but is not well understood. The SART3/p110 protein interacts transiently with the U6 and U4/U6 snRNPs and promotes the reassembly of U4/U6 snRNPs after splicing in vitro. Here we report that SART3/p110 is enriched in CBs but not in gems or residual CBs lacking coilin. The U6 snRNP Sm-like (LSm) proteins, also involved in U4/U6 snRNP assembly, were localized to CBs as well. The levels of SART3/p110 and LSm proteins in CBs were reduced upon treatment with the transcription inhibitor α-amanitin, suggesting that CB localization reflects active processes dependent on transcription/splicing. The NH2-terminal HAT domain of SART3/p110 was necessary and sufficient for specific protein targeting to CBs. Overexpression of truncation mutants containing the HAT domain had dominant negative effects on U6 snRNP localization to CBs, indicating that endogenous SART3/p110 plays a role in targeting the U6 snRNP to CBs. We propose that U4 and U6 snRNPs accumulate in CBs for the purpose of assembly into U4/U6 snRNPs by SART3/p110

Stonin 2 is an AP-2-dependent endocytic sorting adaptor for synaptotagmin internalization and Recycling.

SummaryClathrin-mediated endocytosis is involved in the internalization, recycling, and degradation of cycling membrane receptors as well as in the biogenesis of synaptic vesicle proteins. While many constitutively internalized cargo proteins are recognized directly by the clathrin adaptor complex AP-2, stimulation-dependent endocytosis of membrane proteins is often facilitated by specialized sorting adaptors. Although clathrin-mediated endocytosis appears to be a major pathway for presynaptic vesicle cycling, no sorting adaptor dedicated to synaptic vesicle membrane protein endocytosis has been indentified in mammals. Here, we show that stonin 2, a mammalian ortholog of Drosophila stoned B, facilitates clathrin/AP-2-dependent internalization of synaptotagmin and targets it to a recycling vesicle pool in living neurons. The ability of stonin 2 to facilitate endocytosis of synaptotagmin is dependent on its association with AP-2, an intact μ-homology domain, and functional AP-2 heterotetramers. Our data identify stonin 2 as an AP-2-dependent endocytic sorting adaptor for synaptotagmin internalization and recycling