Identification and functional characterization of protein domains in the transcription factor TWIST

Saethre-Chotzen syndrome is an autosomal dominant inherited disorder with premature fusion of cranial sutures. It is caused by nucleotide sequence changes within or in proximity of the TWIST1 gene. This gene encodes for a bHLH transcription factor, which inhibits osteogenic differentiation by transcriptional control of various target genes. The aim of my work is to characterize functional domains in TWIST protein, and to determine the interacting partner for TWIST and its motifs particularly NSEEE and WR. The present study was thus undertaken to determine how TWIST1 gene mutations affect protein function. Evolutionary alignment of Twist proteins from different species, indicate TWIST contain 4 additional conserved regions such as NSEEE, NLS1, NLS2, and WR-domain besides the bHLH motif. The bHLH domain is thought to be responsible for heterodimerization with other bHLH proteins such as E12 protein or SEF2 protein. The functions of NSEEE, NLS1, NLS2, and conserved WR motifs are poorly understood at present. First, I focused on functional characterization of the NLS1 and NLS2 domains as potential nuclear localization signals in TWIST., Specifically the effects of various NLS substitutions in TWIST on cellular localization was assayed by immunoflourescence assay. In particular, TWIST NLS1 altered at amino acid position K38R was found to be retained in the cytoplasm of transiently transfected U2-OS cells, suggesting that NLS1 is functional and essential for the nuclear transport of TWIST. Additionally, to understand the role of the TWIST NLS2 in nuclear localization, amino acid at positions 73, 76 and 77 were substituted in this motif. These results demonstrated that substitution at NLS2 position 76 does not play an essential role in the nuclear localization of TWIST, in contrast to the K73R and K77R that inhibit nuclear accumulation. Although K76R mutants cannot inhibit nuclear localization by itself, we demonstrate it plays a synergistic role with the NLS1 K38R mutation to further reduce nuclear localization. This synergistic effect is consistent with the observation that combined K38R (NLS1) and K76R (NLS2) mutants dramatically reduced nuclear localization, further suggesting that both NLS1 and NLS2 work together in regulating nuclear localization of TWIST protein. TWIST belongs to class B bHLH proteins which are known to form stable heterodimers with members of class A bHLH transcription factors including gene products of E12 and E47, respectively. Accordingly, the subcellular localization of NLS1 and NLS2 in TWIST protein was investigated in U2-OS cells following co-transfection with E12. The cotransfections with heterodimerization partner E12 and NLS1-mutated TWIST led to a compensation of the mislocalization. The second aim of my work was to identify the interacting proteins that could influence the functionality of TWIST using yeast-two-hybrid assay. I wanted to determine if the TWIST protein or its conserved motifs interact with other regulatory proteins to help to regulate the TWIST transcriptional activity. Using the entire coding sequence of TWIST1 gene, an interesting candidate was found belonging to the class A bHLH transcription factors that includes the SEF2 gene product. The direct interaction of SEF2 with TWIST was verified in a yeast mating assay and then confirmed in an in vivo NLS-rescue assay using U2-OS cells, showing that SEF2 forms a heterodimer with TWIST protein and co-localized into the nucleus. Furthermore, two more highly conserved TWIST motifs NSEEE and WR were analyzed individually to find out their interacting proteins and their role in regulating the TWIST1 transcriptional activity. I found more than 1000 yeast clones for NSEEE motif and 120 clones for WR motif. The second screening of the yeast clones suggested some promising candidates protein as interacting partners with the NSEEE motif such as ETV5, SURF4, Spastin, Metalloproteinase 2, and ALR-like protein mRNA. By contrast I could not detect any interesting interacting partners with the WR domain. A possible explanation may be the requirement of bHLH to mediate WR interaction with other proteins

Familienuntersuchung zur Identifizierung einer Kandidatengenregion für eine autosomal-dominante, nicht-syndromale Form einer Mittel- bis Tieftonschwerhörigkeit

Die Beeinträchtigung des von Schwerhörigkeit betroffenen Menschen ist abhängig vom Schweregrad der Erkrankung sowie vom Alter des Einsetzens der Symptome. Für autosomal-dominante, nicht-syndromale Schwerhörigkeit sind 39 Genloci in der Literatur beschrieben worden. Drei dieser Genloci (DFNA1, lokalisiert auf Chromosom 5q31, und DFNA6 und DFNA14, lokalisiert auf dem Chromosom 4p16.3) segregieren in Familien, die von Schwerhörigkeit besonders in mittleren und tiefen Frequenzbereichen betroffen sind. In der vorliegenden Arbeit stand DNA einer deutschen Familie mit drei Generationen zur Verfügung, in der Familienmitglieder von sensorineuraler, autosomal-dominant vererbter Schwerhörigkeit im mittleren und tiefen Frequenzbereich (bis 2000 Hz) betroffen sind. Der Hörverlust ist bilateral und symmetrisch. Es wurde eine Kopplungsanalyse mit Mikrosatellitenmarkern durchgeführt mit dem Ziel, bei den betroffenen Familienmitgliedern Kopplung des Krankheitslocus für Tieftonschwerhörigkeit mit den jeweiligen Genloci DFNA1, DFNA6 und DFNA14 zu bestätigen oder auszuschließen. Für die Kopplungsanalyse wurden fluoreszenzmarkierte Mikrosatellitenmarker verwendet, die die Genloci DFNA1, DFNA6 und DFNA14 flankieren. Bei der Auswahl der Mikrosatellitenmarker für die Genloci DFNA14 und DFNA6 wurde auf eine Publikation von Van Camp et al. (1999) Bezug genommen. Kartenposition der Marker und der Abstand der Marker untereinander wurden der Datenbank Généthon (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genome/sts/) entnommen. Informationen über PCR- Bedingungen sind in der Genome Datenbank (http://www.gdb.org.de) zu finden. Mit einem computergestützten GeneScan-Verfahren wurden die Allelgrößen der amplifizierten Marker für jedes untersuchte Familienmitglied ermittelt. Zur Standardisierung der Allelgrößen wurde jeweils eine GeneScan-Analyse einer international festgelegten DNA-Probe der Person 134702 vom Centre `Edtude du Polymorphisme Humain durchgeführt. Aufgrund der durch die eigenen Analysen festgestellten Abweichungen zum Literaturwert konnten die eigenen Daten um die entsprechenden Werte korrigiert werden. Aus den korrigierten Daten wurde für jedes untersuchte Familienmitglied der Haplotyp erstellt. Meiotische Rekombination zwischen den Markern D4S2957 und D4S432 und zwischen den Markern D4S3007 und D4S394 konnte bei den schwerhörigen Familienmitgliedern III:1 und III:5 nachgewiesen werden, wohingegen sich bei dem nicht von Schwerhörigkeit betroffenen Familienmitglied III:6 eine Rekombination zwischen den Markern D4S394 und D4S2983 nachweisen lässt. Die chromosomale Region, in der das Krankheitsgen somit am wahrscheinlichsten lokalisiert ist, wird von den Markern D4S2957 und D4S394 begrenzt. In einer anschließenden Zwei-Locus-LOD-Wert-Analyse wurde für jeden der Mikrosatellitenmarker die Wahrscheinlichkeit einer Kopplung mit dem Krankheitslocus berechnet. Bei einer Rekombinationsfraktion von q = 0 wurden maximale LOD-Werte für die genetischen Marker D4S432 (Z= +2.16), D4S3023 (Z= +1.93) und D4S2925 (Z= +1.99) ermittelt. Für die telomerwärts lokalisierten Mikrosatellitenmarker D4S3034, D4S412 und D4S2957 wurden bei einer Rekombinationsfraktion von q = 0 LOD-Werte von Z= -2 erreicht. Maximale LOD-Werte aller übrigen Marker betrugen Z= <+1. Zusätzlich zu der Zwei-Locus-LOD-Wert-Analyse wurde eine Multimarkerkartierung mit den Statistik-Programmen FASTMAP und GENEHUNTER durchgeführt, in der das Krankheitsgen einem der Abschnitte zwischen zwei genetischen Markern zugeordnet wurde. Der höchste Wert der Multimarkerkartierung wurde in der Region der Mikrosatellitenmarker D4S3023 und D4S2925 ermittelt. Ein Hinweis auf signifikante Kopplung der Marker D4S3023 und D4S2925 mit dem Krankheitslocus, welche in der Region des DFNA6 Genlocus lokalisiert sind, ist somit gegeben. Ebenfalls wurde eine Kopplung des Krankheitslocus mit dem Marker D4S432, welcher in der Region des DFNA14 Genlocus lokalisiert ist, ermittelt. Eine eindeutige Zuordnung des Krankheitslocus zu einem der beiden bisher beschriebenen Genloci DFNA14 oder DFNA6 ist somit nicht möglich. Aufgrund der Ergebnisse der eigenen Untersuchungen im Vergleich zur Literatur ist anzunehmen, dass es sich bei den Genloci DFNA6 und DFNA14 um einen Genlocus handeln muss. Das „Human Genome Project“ stellt eine komplette physikalische Karte des Chromosomenabschnitts 4p16.3 zur Verfügung, in der mehr als 30 Gene in dem Intervall zwischen den Markern D4S2957 und D4S3007 aufgelistet sind. Für die Gene MSX1, WDR1, CRMP1 und CPZ konnte eine Expression während der Entwicklung des Innenohres nachgewiesen werden, wodurch sie zu den attraktivsten Kandidatengenen zählen. Aufgrund aktueller Studienergebnisse ist das ebenfalls in der Kandidatenregion lokalisierte WFS1-Gen als besonders vielversprechendes Kandidatengen in Betracht zu ziehen

Weiterentwicklung einer Strategie zur Reduzierung bzw. Substitution des Kupfereinsatzes bei der Apfelschorfbekämpfung im ökologischen Obstbau

Im BÖLN Verbundprojekt mit dem Arbeitstitel "Weiterentwicklung einer Strategie zur Reduzierung bzw. Substitution des Kupfereinsatzes bei der Apfelschorfbekämpfung im ökologischen Obstbau" wurden unter Berücksichtigung des Ascosporenpotentials, des Entwicklungszustandes der Wirtspflanze und der Potenz der Pflanzenschutzmittel verschiedene kupferfreie oder kupferminimierte Schorfbekämpfungsstrategien auf ihre Praxiseignung geprüft. Kupferpräparate: Wie die Versuche zeigten, besitzen Kupferhydroxidpräparate (Cuprozin progress, Funguran progress) eine höhere Wirksamkeit als Kupferoxychloridpräparate (Funguran). Daher konnte die gleiche Wirkung, bei deutlich geringeren Reinkupfergehalten pro Hektar, alleine durch den Wechsel von Funguran auf die Kupferhydroxidpräparate erzielt werden. In Versuchen in der Sekundärschorfphase, in denen ganz auf den Einsatz von Kupfer bei der Schorfbekämpfung verzichtet wurde, wurde ein deutlich höherer Spätschorfbefall ermittelt. Hierbei zeigte sich, dass besonders in regenreichen Sommermonaten die regenstabilen Kupferpräparate bei der Schorfbekämpfung bislang unerlässlich sind. Schwefelkalk: Das Schwefelkalkprodukt CURATIO wurde über die gesamte Projektlaufzeit in einer Vielzahl an Laborund Freilandversuchen umfassend auf seine Wirkung bei unterschiedlichen Applikationszeitpunkten und mit unterschiedlichen Aufwandmengen geprüft. Es zeigte sich, dass die höchste Kupferreduzierung bei den direkten Maßnahmen durch den Einsatz von CURATIO erreicht wurde. CURATIO ist der zentrale Baustein in der Kupferminimierungsstrategie. Netzschwefelpräparate: Im Projekt wurde in verschiedenen Kombinationen die Wirkung von Netzschwefel als protektives Belagsfungizid getestet. Die Varianten, an denen Netzschwefel beteiligt war, erreichten dabei regelmäßig hohe Wirkungsgrade. Als besonders erfolgreich erwies sich die Kombination aus Netzschwefel und einem Kupferpräparat. Im direkten Vergleich zwischen Kupfer und Netzschwefel, jeweils solo eingesetzt, zeigte sich Kupfer dem Netzschwefel überlegen, die Kombination aus Kupfer und Netzschwefel war aber wiederholt besser als der alleinige Einsatz von Kupfer. Die Wirksamkeit von Netzschwefel, konnte in den meisten Versuchen, durch die Zugabe eines Additivs verbessert werden. Hierzu wurde neben anderen Produkten das Produkt Trifolio S-forte mit einer Aufwandmenge von 1,25 l/ha u. mKh getestet. Kaliumhydrogencarbonat: Kaliumhydrogencarbonate bieten, in Kombination mit Netzschwefel appliziert, eine weitere Option in einer Schorfbekämpfungsstrategie, die zu Kupferreduktion führt. Calciumhydroxid: Aufgrund der Gewächshausergebnisse beim Einsatz von Calciumhydroxid ins Keimungsfenster, mit einem Wirkungsgrad von 94 %, wurde Calciumhydroxid auch in mehreren Versuchen unter Freilandbedingungen geprüft. Hierbei zeigte sich, dass in einigen Versuchen mit einem niedrigen Schorfdruck das Präparat Ulmer Kalkmilch in das Keimungsfenster appliziert gute Wirkungsgrade, auf ähnlichen Niveau wie CURATIO, erzielte. Schorfdurchbrüche bei Re-Sorten: Während der Projektlaufzeit trat in mehreren Anbaugebieten Deutschlands verbreitet Schorfbefall an bislang als schorfresistent eingestuften Apfelsorten auf. Im Rahmen eines Resistenzmanagements wurden erste Versuche zu dieser Thematik durchgeführt

Erarbeitung einer Strategie zur Reduzierung des Kupfereinsatzes bei der Apfelschorfbekämpfung im ökologischen Obstbau - Zwischenbericht

Als Zwischenfazit aus dem ersten Versuchsjahr konnte festgestellt werden, dass gezielte Behandlungen in die Infektion mit Netzschwefel oder Kupferpräparaten einen besseren Wirkungsgrad erzielten, als der protektive Einsatz dieser Mittel. Die Berostungsgefahr bei dem Einsatz von Kupfer zur Zeit der Feuchtephase reduzierte sich, jedoch wurden im Vergleich zum protektiven Einsatz von Kupfer auch weniger gezielte Behandlungen durchgeführt. Alternativprodukte wie z.B. VitiSan und Armicarb, welche zu den Kaliumbicarbonaten zählen, wurden zum Zeitpunkt der Infektion und kurativ 24 Stunden nach der Infektion solo und in Mischung mit Netzschwefel appliziert. Hierbei zeigte sich im ersten Versuchsjahr, dass diese Produkte zu diesem Zeitpunkt eine interessante Alternative bei der Schorfbekämpfung bieten können. An allen Versuchsstandorten konnte mit Armicarb ein höherer Wirkungsgrad als mit Vitisan ermittelt werden. Jedoch zeigte Armicarb im Vergleich zu Vitisan ein höheres Potenzial zu phytotoxischen Schäden. Die Zugabe von NuFilm-P zu Kupferpräparaten führte zu einer leichten Wirkungssteigerung, die in weiteren Versuchen bestätigt werden soll. In den nächsten Versuchsjahren sollen weitere Versuche durchgeführt werden, um eine zuverlässige Bekämpfungsstrategie zu entwickeln, in denen diese Produkte mit eingebaut werden und die Gefahr von phytotoxischen Schäden z.B. bei Armicarb minimiert wird. Aufgrund des fehlenden Auftretens von Lagerschorf kann keine Aussage über die Wirkung der Prüfprodukte diesbezüglich getroffen werden. Die guten Ergebnisse von Mycosin zur Reduzierung der Gloeosporiumfruchtfäule, die bei Vorversuchen am KOB durchgeführt wurden, konnten bestätigt werden. Mycosin zeigte in allen Versuchen den besten Wirkungsgrad. Die Früchte waren trotz mehrmaliger Anwendung ohne deutlich erkennbaren Spritzbelag. Mycosin stellt nach derzeitigem Wissensstand eine gute Alternative zum Tauchverfahren dar

Erarbeitung einer Strategie zur Reduzierung des Kupfereinsatzes bei der Apfelschorfbekämpfung im ökologischen Obstbau

Gewächshausversuche Bei protektiver Applikation oder Behandlung in die Keimphase von Venturia inaequalis zeigten Schwefelpräparate und die Pflanzenextrakte P1 und Phytocare die beste Wirkung. Bei kurativer Applikation bis zu 48 Stunden nach der Inokulation waren Carbonate am wirksamsten. Die Kombination aus beiden Substanzen kann die gesamte Applikationsspanne vor und nach Schorfinfektionen im Gewächshaus effektiv abdecken. Diese Präparate werden im Nachfolgeprojekt im Freiland weiter untersucht. Algonit zeigte ebenfalls sehr gute Wirkungsgrade, dieses Produkt wurde aber nach Prüfung der Zusammensetzung als nicht ökotauglich eingestuft, so dass keine weiteren Versuche gemacht werden. Freilandversuche Bei der Betrachtung aller Versuchsergebnisse der drei Versuchsjahre und Versuchsstandorte ist ersichtlich, dass durch Optimierung und Substitution von Kupfer eine Reduzierung der Kupferaufwandmenge, die pro Hektar und Jahr ausgebracht wird, möglich ist. Allerdings ist festzustellen, dass zurzeit eine vollständige Substitution von Kupferpräparaten bei der Bekämpfung des Apfelschorfpilzes noch nicht möglich ist. Als eine gute und sichere Alternative haben sich die gezielten Behandlungen mit Schwefelkalk in das Keimungsfenster erwiesen. Hierdurch wird zurzeit das größte Einsparpotential bei den Kupferapplikationen erreicht. Auch besteht durch die Kombination von Netzschwefel mit einem Kaliumbicarbonat in das Keimungsfenster hinein zum Zeitpunkt der Infektion oder nach der Infektion binnen 24 Stunden auf das trockene Blatt eine zusätzliche Möglichkeit bei der Regulierung des Schorfpilzes. Jedoch ist unter Freilandbedingungen die Wirkung in den einzelnen Versuchsjahren sehr schwankend. Eine Erklärung für die unterschiedlichen Wirkungsgrade liegt in der Intensität und Quantität der Regenereignisse begründet. So kann zurzeit der alleinige Einsatz von Netzschwefel mit einem Kaliumbicarbonat nur bei leichten Infektionen empfohlen werden. Als zusätzliche Behandlung bei mittleren oder schweren Schorfinfektionen, besonders unter schwierigen Witterungsbedingungen in der Primärschorfphase, kann diese Kombination aber eine gute Möglichkeit für eine sichere Schorfregulierung bieten. Der Wirkungsgrad der ersten Behandlung mit Schwefelkalk zum Zeitpunkt der Infektion kann durch eine zusätzliche Behandlung binnen 24 Stunden danach erhöht werden. Die Zugabe von Additiven zu Kupferpräparaten oder Netzschwefel erbrachte eine leichte Wirkungssteigerung, die jedoch nicht überbewertet werden darf. Die Exaktversuche zu Bekämpfung von Lagerschorf und Lagerkrankheiten bei der Sorte ’Pinova’ erbrachten zu Lagerschorf keine Ergebnisse, da er in keinem Versuch nennenswert auftrat. Jedoch zeigte sich, dass der Befall an Gloeosporium durch zusätzliche Myco-Sinbehandlungen vor der Ernte deutlich reduziert wurde. Die Befallsreduzierung befand sich auf ähnlichem Niveau wie bei der Tauchbehandlung. Weiterhin ergaben die Versuche, dass der Einsatz von kupferhaltigen Pflanzenschutzmitteln zur Reduzierung des Gloeosporiumbefalls nicht empfehlenswert ist, da in keinem der Versuche der Gloeosporiumbefall zufriedenstellend reduziert werden konnte. Bei der Sorte ’Braeburn’ konnte das Tauchverfahren den deutlich besten Wirkungsgrad von 88,3 % bei der Bekämpfung des Lagerschorfes erzielen. Alle anderen eingesetzten Präparate erzielten Wirkungsgrade unter 50 %. Versuche mit dem Produkt Frutogard, welches Kaliumphosphonat enthält, sollten vor allem Aufschluss auf das Rückstandsverhalten im Erntegut und in der Pflanze erbringen. Hierbei zeigte sich, dass sich Phosphonat sehr mobil und persistent in der Pflanze verhält. Auch konnten Rückstände im Erntegut bei einem einmaligen Einsatz nachgewiesen werden. Aufgrund der Datengrundlage und einen geringen Schorfbefall in 2010 lässt sich das Einsparpotential durch den Einsatz der Sensortechnik noch nicht gesichert bewerten. Auch ist die Zuverlässigkeit der Sensortechnik im Bezug auf Sensoren, Magnetventile usw. bei einem kontinuierlichen Einsatz mit denen im biologischen Obstbau eingesetzten Präparaten noch nicht gänzlich abgeklärt

Toric rings, inseparability and rigidity

This article provides the basic algebraic background on infinitesimal deformations and presents the proof of the well-known fact that the non-trivial infinitesimal deformations of a $K$-algebra $R$ are parameterized by the elements of cotangent module $T^1(R)$ of $R$. In this article we focus on deformations of toric rings, and give an explicit description of $T^1(R)$ in the case that $R$ is a toric ring. In particular, we are interested in unobstructed deformations which preserve the toric structure. Such deformations we call separations. Toric rings which do not admit any separation are called inseparable. We apply the theory to the edge ring of a finite graph. The coordinate ring of a convex polyomino may be viewed as the edge ring of a special class of bipartite graphs. It is shown that the coordinate ring of any convex polyomino is inseparable. We introduce the concept of semi-rigidity, and give a combinatorial description of the graphs whose edge ring is semi-rigid. The results are applied to show that for $m-k=k=3$, $G_{k,m-k}$ is not rigid while for $m-k\geq k\geq 4$, $G_{k,m-k}$ is rigid. Here $G_{k,m-k}$ is the complete bipartite graph $K_{m-k,k}$ with one edge removed.Comment: 33 pages, chapter 2 of the Book << Multigraded Algebra and Applications>> 2018, Springer International Publishing AG, part of Springer Natur

Interaktive E-Learning-Module in der Humangenetik : Einsatz und Evaluation im Rahmen der Medizinstudierenden- und Humanbiologen-Ausbildung

Einleitung: Die vorliegende Studie beschreibt unser Online-Lehrmaterial Humangenetik im Zusammenhang mit dem k-MED-Projekt (Knowledge in Medical Education) an der Philipps-Universität Marburg. Es besteht aus fünf E-Learning-Modulen: Zytogenetik, Chromosomenstörungen, Formalgenetik, Grundlagen der molekularen Diagnostik sowie Kongenitale Abnormitäten und Fehlbildungssyndrome. Diese E-Module sollen ein einheitliches Wissensniveau der Studierenden gewährleisten und die Dozenten in der Präsenzlehre entlasten. Methoden: Die fünf E-Learning-Module Humangenetik wurden auf freiwilliger Basis einer großen Personengruppe von ca. 3300 Studierenden am Fachbereich Humanmedizin der Universität Marburg über eine Dauer von vier Jahren angeboten. Die Teilnehmer bestanden aus Naturwissenschaftlern (Humanbiologie) im 5. Fachsemester und Studierenden der Humanmedizin, die sich entweder in der Vorklinik (1. Semester) oder im klinischen Studienabschnitt (7./8. Semester) befanden. Von diesen wurden Daten zur Akzeptanz in Form von Usertrackingdaten und klausur-begleitenden Fragebögen erhoben. Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die Evaluation zeigte eine breite Akzeptanz unserer Lehrmodule über einen Zeitraum von acht Semestern. Obwohl das Angebot freiwillig ist, werden die Online-Kurse Humangenetik konstant oder sogar in zunehmendem Maße zwischen Wintersemester 2005/06 und Sommersemester 2009 genutzt. Fazit: Unser E-Learning-Modell Humangenetik wird von Studierenden aus unterschiedlichen Semestern und Studiengängen am Fachbereich Humanmedizin gut angenommen und genutzt. Bei sorgfältiger Pflege der Online-Kurse steigern moderate Anpassungen sowohl Akzeptanz als auch Benutzungshäufigkeit in signifikanter Weise. Die Anwendung der E-Learning Module erscheint uns auch in der Ausbildung von MTAs oder Pflegekräften sinnvoll, um ein ausreichendes Grundwissen in Humangenetik zu gewährleisten. Schlüsselwörter: Humangenetik, Evaluation, Multimedia, E-Learnin

Radar-absorbent properties of a foam glass with gallium arsenide addition

The principal possibility of using wastes of semiconductor devices production containing gallium arsenide as a component of radio-absorbing material was established. The composition formulation including perlite, liquid glass, complex blowing agent and waste is developed. It is shown that with increase the waste amount in the composition from 10 to 30 wt. % the absorption coefficient increases from 80 to 98%, the transmission coefficient decreases to zero. The obtained results indicate a high absorbing capacity of composite in the frequency range of 120 - 260 GHz that refers to ultrasonic waves

Fluctuations and Ergodicity of the Form Factor of Quantum Propagators and Random Unitary Matrices

We consider the spectral form factor of random unitary matrices as well as of Floquet matrices of kicked tops. For a typical matrix the time dependence of the form factor looks erratic; only after a local time average over a suitably large time window does a systematic time dependence become manifest. For matrices drawn from the circular unitary ensemble we prove ergodicity: In the limits of large matrix dimension and large time window the local time average has vanishingly small ensemble fluctuations and may be identified with the ensemble average. By numerically diagonalizing Floquet matrices of kicked tops with a globally chaotic classical limit we find the same ergodicity. As a byproduct we find that the traces of random matrices from the circular ensembles behave very much like independent Gaussian random numbers. Again, Floquet matrices of chaotic tops share that universal behavior. It becomes clear that the form factor of chaotic dynamical systems can be fully faithful to random-matrix theory, not only in its locally time-averaged systematic time dependence but also in its fluctuations.Comment: 12 pages, RevTEX, 4 figures in eps forma

Severe thunderstorms with large hail across Germany in June 2019

From 10 to 12 June 2019, severe thunderstorms affected large parts of Germany. Hail larger than golf ball size caused considerable damage, especially in the Munich area where losses amount to EUR 1 billion. This event thus ranks among the ten most expensive hail events in Europe in the last 40 years. Atmospheric blocking in combination with a moist, unstably stratified air mass provided an excellent setting for the development of severe, hail‐producing thunderstorms across the country. imageGerman Research Foundation http://dx.doi.org/10.13039/50110000165