Percolation in suspensions of polydisperse hard rods : quasi-universality and finite-size effects

We present a study of connectivity percolation in suspensions of hard spherocylinders by means of Monte Carlo simulation and connectedness percolation theory. We focus attention on polydispersity in the length, the diameter and the connectedness criterion, and invoke bimodal, Gaussian and Weibull distributions for these. The main finding from our simulations is that the percolation threshold shows quasi universal behaviour, i.e., to a good approximation it depends only on certain cumulants of the full size and connectivity distribution. Our connectedness percolation theory hinges on a Lee-Parsons type of closure recently put forward that improves upon the often-used second virial approximation [ArXiv e-prints, May 2015, 1505.07660]. The theory predicts exact universality. Theory and simulation agree quantitatively for aspect ratios in excess of 20, if we include the connectivity range in our definition of the aspect ratio of the particles. We further discuss the mechanism of cluster growth that, remarkably, differs between systems that are polydisperse in length and in width, and exhibits non-universal aspects.Comment: 7 figure

The impact of transport across the polar vortex edge on Match ozone loss estimates

The Match method for the quantification of polar chemical ozone loss is investigated mainly with respect to the impact of the transport of air masses across the vortex edge. For the winter 2002/03, we show that significant transport across the vortex edge occurred and was simulated by the Chemical Lagrangian Model of the Stratosphere. In-situ observations of inert tracers and ozone from HAGAR on the Geophysica aircraft and balloon-borne sondes, and remote observations from MIPAS on the ENVISAT satellite were reproduced well by CLaMS. The model even reproduced a small vortex remnant that remained a distinct feature until June 2003 and was also observed in-situ by a balloon-borne whole air sampler. We use this CLaMS simulation to quantify the impact of transport across the vortex edge on ozone loss estimates from the Match method. We show that a time integration of the determined vortex average ozone loss rates, as performed in Match, results in a larger ozone loss than the polar vortex average ozone loss in CLaMS. The determination of the Match ozone loss rates is also influenced by the transport of air across the vortex edge. We use the model to investigate how the sampling of the ozone sondes on which Match is based represents the vortex average ozone loss rate. Both the time integration of ozone loss and the determination of ozone loss rates for Match are evaluated using the winter 2002/2003 CLaMS simulation. These impacts can explain the majority of the differences between CLaMS and Match column ozone loss. While the investigated effects somewhat reduce the apparent discrepancy in January ozone loss rates reported earlier, a distinct discrepancy between simulations and Match remains. However, its contribution to the accumulated ozone loss over the winter is not large

Regulation der Autophagie durch Miz1 in Brustdrüsenzellen und embryonalen Fibroblasten

Die Autophagie beschreibt einen katabolischen Prozess, bei dem für den Abbau bestimmtes Zellmaterial in Autophagosomen eingeschlossen und durch deren Verschmelzung mit Lysosomen zersetzt wird. Durch diesen Selbstreinigungs-Vorgang trägt sie zur Aufrechterhaltung der zellulären Homöostase bei und hilft durch Bereitstellung von Energielieferanten bei der Anpassung an nährstoffarme Bedingungen. Neben diesen Hauptaufgaben erfüllt die Autophagie außerdem wichtige Funktionen im Rahmen der Zellreifung, Differenzierung und bei der Immunabwehr. Ein gestörter Ablauf des autophagischen Prozesses hingegen ist mit verschiedenen Krankheitsbildern assoziiert. Für eine fehlerfrei ablaufende Autophagie ist das Zusammenspiel zahlreicherer Autophagie-assoziierter Proteine notwendig, die durch verschiedene übergeordnete Systeme reguliert werden. In früheren Arbeiten konnte bereits gezeigt werden, dass der Transkriptionsfaktor Miz 1 in die Regulation der Autophagie involviert ist. Sowohl auf morphologischer als auch auf Genexpressionsebene wurden Unterschiede zwischen Zellen mit funktionierendem Miz 1 und solchen mit trunkiertem Miz 1 beobachtet. Im Rahmen dieser Arbeit sollten die gefundenen Unterschiede in einem verbesserten Zellmodell reproduziert und außerdem der Einfluss der Interaktion zwischen Miz 1 und Myc auf den autophagischen Prozess untersucht werden. Hierfür wurde zunächst die murine Brustdrüsenzellline HC11 verwendet. Nach Induktion von Autophagie durch Inkubation der Zellen mit nährstoffarmem Medium wurde zuerst der zeitliche Verlauf der Expression von Miz 1 und verschiedener anderer Gene mittels quantitativer Real Time PCR untersucht. Dabei wurde nach einer anfänglichen Hochregulierung der Expression von CDKN1a eine zeitlich versetzte Induktion von Miz 1 und Myc, zusammen mit einer Herunterregulierung von CDKN1a beobachtet. Im weiteren Verlauf der Arbeit wurden HC11 Zellen mit verschiedenen Konstrukten infiziert, um eine Überexpression von Miz 1, Myc bzw. der Myc-Mutante V394D zu erreichen. In dieser Mutante ist eine Interaktion der beiden Transkriptionsfaktoren nicht möglich. Diese infizierten Zellen wurden dann für 6 Stunden mit EBSS behandelt und anschließend immunozytochemisch analysiert. Zur Beurteilung der autophagischen Aktivität wurden LC 3-Färbungen quantifiziert. In Zellen, die Miz 1 überexprimierten, konnte in diesem Experiment eine leicht erhöhte autophagische Aktivität im Vergleich zur entsprechenden Kontrolle beobachtet werden. Während die Myc-überexprimierenden Zellen durch einen verstärkten Ablauf des autophagischen Prozesses auffielen, unterschieden sich Zellen die das mutierte Myc-Gen trugen kaum von den entsprechenden Kontrollzellen. Diese zuletzt genannten Ergebnisse konnten mittels Elektronenmikroskopie reproduziert werden und sprechen dafür, dass die Interaktion zwischen den beiden Transkriptionsfaktoren für die Regulierung der Autophagie eine Rolle spielt. Auch auf Genexpressionsebene konnten Unterschiede zwischen den beiden Zelllinien nach Induktion der Autophagie gezeigt werden. Zellen, die MycV394D überexprimierten, zeichneten sich im Vergleich zu Zellen, die mit dem regulären, nicht mutiertem Myc-Vektor infiziert waren, durch eine signifikant erhöhte Expression von Atg 5, Atg 12 und Spast aus. Auch einige andere Gene zeigten unterschiedliche Expressionstendenzen nach Stimulierung der Autophagie in Abhängigkeit von den beiden Konstrukten. Der Versuch einer Herunterregulierung von Miz 1 mittels sh-RNA Interferenz war leider nicht erfolgreich. Aus diesem Grund wurde ein weiteres Zellmodell etabliert, in dem ein POZ-Domäne-Knockout des Miz 1-Gens mit Hilfe des Östrogen-Rezeptor-Modulators Tamoxifen induziert werden kann. In diesen modifizierten embryonalen Mausfibroblasten wurde im Einklang mit Ergebnissen aus früheren Arbeiten beobachtet, dass ein Fehlen von Miz 1 die Anpassung an nährstoffarme Bedingungen erschwert. Im Unterschied zu den früheren Experimenten, wurden in diesen Zellen jedoch keine Genexpressionsunterschiede für Atg 4c, Atg 5 und Atg 7 in Abhängigkeit von Miz 1 gemessen. Zusätzlich wurde im Rahmen dieser Arbeit eine Zelllinie entwickelt, die GFP-markiertes LC 3 bzw. einen entsprechenden Kontrollvektor überexprimieren und zukünftig zum Beispiel für Echtzeituntersuchungen der Autophagie in Abhängigkeit von Miz 1 verwendet werden können. Zusammenfassend konnte in dieser Arbeit nicht nur der Einfluss von Miz 1 auf die Autophagie bestätigt werden, sondern zusätzlich die Relevanz einer funktionierenden Interaktion zwischen den Transkriptionsfaktoren Miz 1 und Myc für diesen essentiellen Prozess aufgezeigt werden

Thyrotropin receptor blocking antibodies

Autoantibodies (Ab) against the thyroid-stimulating hormone receptor (TSHR) are frequently found in autoimmune thyroid disease (AITD). Autoantibodies to the TSHR (anti-TSHR-Ab) may mimic or block the action of TSH or be functionally neutral. Measurement of anti-TSHR-Ab can be done either via competitive-binding immunoassays or with functional cell-based bioassays. Antibody-binding assays do not assess anti-TSHR-Ab functionality, but rather measure the concentration of total anti-TSHR binding activity. In contrast, functional cell-based bioassays indicate whether anti-TSHR-Ab have stimulatory or blocking activity. Historically bioassays for anti-TSHR-Ab were research tools and were used to study the pathophysiology of Graves\u27 disease and Hashimoto\u27s thyroiditis. In the past, bioassays for anti-TSHR-Abs were laborious and time-consuming and varied widely in performance from laboratory to laboratory. Recent advances in the development of cell-based assays, including the application of molecular engineering, have led to significant improvements that have enabled bioassays to be employed routinely in clinical laboratories. The prevalence and functional significance of TSHR blocking autoantibodies (TBAb) in autoimmune hypothyroidism has been less well investigated compared to TSHR stimulating Ab. There is an increasing body of data, however, that demonstrate the clinical utility and relevance of TBAb, and thus the importance of TBAb bioassays, in the diagnosis and management of patients with AITD. In the present review, we summarize the different methods used to measure TBAb, and discuss their prevalence and clinical relevance