Genetic analysis of Drosophila adult muscle type specification

Muscles of all higher animals comprise different muscle types adapted to perform distinct functions in the body. These express different sets of genes controlled by distinct combinations of transcriptional programs and extracellular signals, and thus differ in their myofibrillar organization and contractile properties. Despite major progress in our understanding of myogenesis, the genetic pathways controlling the formation and function of different muscle types are still largely uncharacterized. Flying insects possess specialized flight muscles enabling wing oscillations with frequencies of up to 1000 Hz together with high power outputs of 80 W per kg muscle. To achieve these parameters, flight muscles contain stretch-activated myofibrils with a unique fibrillar organization, whereas all other, more slowly contracting muscles, such as leg muscles, display a tubular morphology. To delineate the genetic regulation of muscle development and function, and, in particular, muscle type specification, we performed a genome-wide RNA interference (RNAi) screen in Drosophila, in which we systematically inactivate genes exclusively in muscle tissue. We uncovered more than 2000 genes with putative roles in muscles, many of which we were able to assign to specific functions in muscle, myofibril or sarcomere organization by phenotypic characterization. Muscle-specific knockdown of 315 genes resulted in viable, but completely flightless animals, indicating a specific function of those genes in fibrillar flight muscles. Detailed morphological analysis of these 315 genes revealed a striking phenotype upon knockdown of the zinc finger transcription factor spalt major (salm): the fibrillar flight muscles are switched to tubular muscles, whereas tubular leg muscles are wild type, demonstrating that salm is a key determinant of fibrillar muscle fate. We could show that the transcription factor vestigial (vg) acts upstream of salm to induce its expression specifically in fibrillar flight muscles. Importantly, salm is not only required but also sufficient to induce the fibrillar muscle fate upon ectopic expression in other muscle types. Microarray analysis, comparing mRNA expression from adult wild-type flight and leg muscles to salm knockdown flight muscles, indicates that salm instructs most features of fibrillar muscles by regulating both gene expression as well as alternative splicing. Remarkably, we could show that spalt’s function in programming stretch-activated fibrillar muscles is conserved in insect species separated by 280 million years of evolution. Interestingly, in mouse two of the four spalt-like (sall) genes are expressed in heart, a stretch-activated muscle, sharing some features with insect fibrillar flight muscles. Since heart abnormalities observed in patients suffering from the Towns-Brocks syndrome are caused by a mutation in SALL1, it is possible that Spalt’s function to determine a fibrillar, stretch-modulated muscle type is conserved to vertebrates

The support of singular stochastic PDEs

We obtain a generalisation of the Stroock-Varadhan support theorem for a large class of systems of subcritical singular stochastic PDEs driven by a noise that is either white or approximately self-similar. The main problem that we face is the presence of renormalisation. In particular, it may happen in general that different renormalisation procedures yield solutions with different supports. One of the main steps in our construction is the identification of a subgroup $\mathcal{H}$ of the renormalisation group such that any renormalisation procedure determines a unique coset $g\circ\mathcal{H}$. The support of the solution then only depends on this coset and is obtained by taking the closure of all solutions obtained by replacing the driving noises by smooth functions in the equation that is renormalised by some element of $g\circ\mathcal{H}$. One immediate corollary of our results is that the $\Phi^4_3$ measure in finite volume has full support and that the associated Langevin dynamic is exponentially ergodic

Vergleich der sozialen Ängstlichkeit zwischen europäischen Studenten und ostasiatischen Migranten

In bisherigen Studien wird mit der sozialen Phobie und der TKS ein Auftreten beider Formen der sozialen Ängstlichkeit in unterschiedlichen Kulturen festgestellt. Höhere TKS-Werte werden in überwiegend kollektivistisch orientierten Ländern gefunden. Bei der sozialen Phobie finden sich nur zum Teil höhere Werte in kollektivistischen Ländern. Ziel der vorliegenden Studie ist es zu prüfen, inwieweit sich diese Ergebnisse auf Migranten übertragen lassen. Daher werden 44 ostasiatische Studenten mit 44 Studenten aus Europa verglichen. Beide Gruppen unterscheiden sich nicht im Alter, Geschlecht und Bildungsstand. Neben der sozialen Ängstlichkeit werden die Aufenthaltsdauer in Europa, kulturelle Werte auf Ebene des Selbstbildes und der wahrgenommenen kulturellen Norm und die Emotionserkennungsleistung mittels Fragebögen oder Computertests erhoben. Ostasiaten geben wie erwartet höhere soziale Ängstlichkeitswerte und TKS-Werte an. Frauen haben dabei in beiden Gruppen höhere Werte als Männer. Ostasiaten geben erwartungsgemäß ein stärkeres Vermeidungsverhalten an, Frauen berichten in beiden Gruppen ein stärkeres Vermeidungsverhalten. Allerdings zeigt sich kein Zusammenhang zwischen Aufenthaltsdauer und Vermeidungsverhalten. Ostasiaten zeigen eine signifikant eingeschränkte Emotionserkennungsleistung, die mit dem Ausmaß an sozialer Ängstlichkeit negativ korreliert. Zwischen TKS und der Emotionserkennungsleistung besteht kein Zusammenhang. Ostasiatische Studenten haben wie erwartet höhere Kollektivismuswerte im kulturellen Selbstbild und der wahrgenommenen kulturellen Norm, wobei beide Gruppen ein leicht individualistisches Selbstbild angeben. Auf Grund ihrer ethnischen Gruppe und des kulturellen Austauscheshaben geben sie erwartungsgemäß höhere soziale Ängstlichkeitswerte an. Die Emotionserkennungsleistung dürfte bei Ostasiaten schlechter ausfallen, weil sie dabei auf die schlechter zu erkennenden Augen und Europäer hingegen stärker auf die leicht zu erkennenden Münder achten Ob es in Folge eines kulturellen Austausches zu Veränderungen in beiden Formen der sozialen Ängstlichkeit kommt, lässt sich nur anhand eines Prä-Post-Tests prüfen.Social anxiety is the most commonly diagnosed anxiety disorder worldwide independent from culture. Prior research has shown that Asians report higher levels of social anxiety compared to European individuals. Previous studies on cultural differences in persons with subclinical social anxiety report differences between Austrian- and East Asian students in cultural values (individualism vs. collectivism) with East Asians reporting higher levels of collectivism dependent on duration of stay (cultural values are changeable), higher levels of social anxiety and lower levels of emotion recognition performance. The present study examined whether culturally-influenced norms, gender differences, duration of stay in Austria as an indicator of cultural adaption and emotion recognition performance contribute to social anxiety by comparing in East Asians with European individuals. Therefore 53 East Asian (21 females) and 44 European Caucasian (22 females) students, matched for age, years of education were examined. Data analyses revealed that East Asian students reported higher levels of collectivism though no significant impact of duration of stay emerged. Moreover, a significant gender effect occurred, European Caucasian females report higher levels of social anxiety. Regarding emotion recognition, higher levels of social anxiety were accompanied by lower performance in emotion recognition. Thus, these results confirm former findings about the relationship between social anxiety, cultural values and cultural background. Further research should investigate differences within East Asians, the role of cultural adaption during the length of stay and the link between stressful experiences and the symptoms of social anxiety

Genetic analysis of Drosophila adult muscle type specification

Muscles of all higher animals comprise different muscle types adapted to perform distinct functions in the body. These express different sets of genes controlled by distinct combinations of transcriptional programs and extracellular signals, and thus differ in their myofibrillar organization and contractile properties. Despite major progress in our understanding of myogenesis, the genetic pathways controlling the formation and function of different muscle types are still largely uncharacterized. Flying insects possess specialized flight muscles enabling wing oscillations with frequencies of up to 1000 Hz together with high power outputs of 80 W per kg muscle. To achieve these parameters, flight muscles contain stretch-activated myofibrils with a unique fibrillar organization, whereas all other, more slowly contracting muscles, such as leg muscles, display a tubular morphology. To delineate the genetic regulation of muscle development and function, and, in particular, muscle type specification, we performed a genome-wide RNA interference (RNAi) screen in Drosophila, in which we systematically inactivate genes exclusively in muscle tissue. We uncovered more than 2000 genes with putative roles in muscles, many of which we were able to assign to specific functions in muscle, myofibril or sarcomere organization by phenotypic characterization. Muscle-specific knockdown of 315 genes resulted in viable, but completely flightless animals, indicating a specific function of those genes in fibrillar flight muscles. Detailed morphological analysis of these 315 genes revealed a striking phenotype upon knockdown of the zinc finger transcription factor spalt major (salm): the fibrillar flight muscles are switched to tubular muscles, whereas tubular leg muscles are wild type, demonstrating that salm is a key determinant of fibrillar muscle fate. We could show that the transcription factor vestigial (vg) acts upstream of salm to induce its expression specifically in fibrillar flight muscles. Importantly, salm is not only required but also sufficient to induce the fibrillar muscle fate upon ectopic expression in other muscle types. Microarray analysis, comparing mRNA expression from adult wild-type flight and leg muscles to salm knockdown flight muscles, indicates that salm instructs most features of fibrillar muscles by regulating both gene expression as well as alternative splicing. Remarkably, we could show that spalt’s function in programming stretch-activated fibrillar muscles is conserved in insect species separated by 280 million years of evolution. Interestingly, in mouse two of the four spalt-like (sall) genes are expressed in heart, a stretch-activated muscle, sharing some features with insect fibrillar flight muscles. Since heart abnormalities observed in patients suffering from the Towns-Brocks syndrome are caused by a mutation in SALL1, it is possible that Spalt’s function to determine a fibrillar, stretch-modulated muscle type is conserved to vertebrates

Kultur - Konflikt - Management

Mit den blutigen Auseinandersetzungen in Somalia (1992) und Ruanda (1994) wurde offenkundig, dass bisherige Interventionsstrategien und Maßnahmen der Entwicklungszusammenarbeit nicht in der Lage waren, Konflikteskalationen zu verhindern. Seitdem fanden Konfliktbearbeitung und Friedensentwicklung zunehmend Eingang in die Praxis der Entwicklungszusammenarbeit. Vermehrt wurden Methoden und Instrumente für die Konfliktprävention und die Friedenssicherung entwickelt, mit dem Ziel, die Entstehung, Ausweitung oder den (Wieder-)Ausbruch gewalttätiger Konflikte zu verhindern bzw. zu beenden, und Rahmenbedingungen für eine friedliche und gerechte Entwicklung zu schaffen. Als eines der ambitioniertesten Programme für konfliktsensitive Entwicklungszusammenarbeit in Krisenregionen gilt der im Jahre 2007 von der Geselllschaft für internationale Entwicklung vorgestellte Peace and Conflict Assessment Ansatz (PCA). Die Grundidee des PCA ist, jegliche Handlungen dahingehend zu überprüfen, ob diese keine negativen Auswirkungen auf den Konflikt, das Konfliktumfeld oder die Konfliktparteien haben (Do No Harm). Obschon der Peace and Conflict Assessment Ansatz in einem zuvor nicht dagewesenen Umfang versucht, gegenwärtige Defizite in der Entwicklungszusammenarbeit zu minimieren, zeigt die vorliegende Arbeit, dass dieser im Hinblick auf kultursensitives Vorgehen in EZ-Projekten immer noch defizitär verbleibt. Vor allem wird deutlich, dass der Rolle von kulturellen Faktoren, die das Konfliktgeschehen beeinflussen, zu wenig Aufmerksamkeit geschenkt wird. Insbesondere bleibt die Frage offen, inwiefern kollektive Muster und kulturelle Annahmen und Werte als die Konfliktparteien und somit die Konfliktkonstellation prägend wahrgenommen werden; nicht zuletzt da diese einen großen Einfluss darauf haben, wie Gewalterfahrungen be- bzw. verarbeitet werden. Darüber hinaus lässt der Peace and Conflict Assessment Ansatz die Frage unbeantwortet, welche Parameter für die Bewertung von Handlungen im Hinblick auf positive oder negative Auswirkungen herangezogen werden. Eine Möglichkeit, diese Defizite des Peace and Conflict Assessment Ansatzes zu minimieren bietet das Verfahren der Integrativen Konfliktbearbeitung nach Graf/Kramer, welches von der Annahme ausgeht, dass Konfliktkonstellationen von mehreren Faktoren wesentlich beeinflusst werden – den hinter den Zielen liegenden menschlichen Grundbedürfnissen, sowie den gesellschaftlichen Strukturen und den kulturellen Annahmen und Werten, in welche die Akteure eingebettet sind. Das Credo der Integrativen Konfliktbearbeitung ist, dass es erst durch eine intensive Auseinandersetzung mit den „verborgenen“ Ebenen des Konflikts möglich wird, diesen in seiner Komplexität zu erfassen und eine nachhaltige Konfliktbearbeitung in Gang zu setzen. Im Interesse kultur- und konfliktsensitiven Projektmanagements im Kontext von EZA wird in der vorliegenden Arbeit daher vorgeschlagen, den Peace and Conflict Assessment Ansatz um Aspekte des Verfahrens der Integrativen Konfliktbearbeitung zu erweitern, respektive dessen Kultursensitivität, sowie das Paradigma menschlicher Grundbedürfnisse als Referenzrahmen für die Legitimität menschlichen Handelns in den PCA-Ansatz zu integrieren

Konzeptionen von Simulationen mit Simulationspersonen für die Medizinethik-Lehre

Simulationen mit Simulationspersonen (Schauspieler*innen) gehören in der medizinischen Lehre zum Ausbildungs-Standard. In der medizinethischen Lehre ist dies bisher nicht in gleichem Umfang der Fall. Für ihren Einsatz, insbesondere in der klinischen Ethik, können gute Gründe angeführt werden, wie beispielsweise die Möglichkeit konkreter Erfahrungen als Lehrelement und die situationsspezifische Verbindung von Wissen, Können und Haltungen in einem Lernprozess. Die Konzeption von Simulationen mit Simulationspersonen in der medizinethischen Lehre ist jedoch voraussetzungsreich. Es müssen die mehrdimensionalen Lernziele und die Anforderungen an die medizinethische Lehre berücksichtigt werden. Der Beitrag möchte anhand eines konkreten Beispiels einen Überblick über die Entwicklung und Konzeption von Drehbüchern bzw. Rollen-Skripten für Simulationen mit Simulationspersonen für die Lehre in der klinischen Ethik als wichtigem Teilbereich der Medizinethik geben. Dabei wird auf die besonderen Voraussetzungen und Spezifika dieser Simulationen eingegangen. Abschließend wird kritisch diskutiert, welchen Stellenwert das Training von kommunikativen Fertigkeiten in der medizinethischen Theorie und klinisch-ethischen Praxis haben kann und soll. Der Beitrag schließt mit der Überlegung, ob nicht auch in der Fortbildung von klinischen Ethiker*innen Simulationspersonen zum Einsatz kommen sollten. Background: Although simulation-based learning using simulated patients (actors) is a standard part of training in medical school, it is not yet used to the same extent in the teaching of medical ethics. There are good reasons to use simulation-based teaching, especially in clinical ethics, to gain practical experience through the situation-specific combination of knowledge, skills, and attitudes in the learning process. However, there are certain prerequisites regarding the design of simulations with actors in medical ethics education. Topics: Using a concrete example, this article aims to provide an overview of the development and conception of simulation and role scripts for simulations with actors to teach clinical ethics, which is an important subfield of medical ethics. The special requirements and specifics of these simulations are addressed. Conclusion: Although there are some limitations with regard to integrating simulations into clinical ethics, simulation-based training of knowledge, skills, and attitudes can and should play a role in medical–ethical theory and clinical–ethical practice, not only for medical and nursing students but also in the further training of clinical ethicists

Einfluss von Kohlenhydratladen auf die Leistungsfähigkeit am Spiroergometer

In dieser Arbeit wurden mögliche Auswirkungen auf die Leistungsfähigkeit durch eine gezielte viertägige Trainings- und Ernährungsintervention (Kohlenhydratladen) untersucht

Illuminating the functional role of PTPA via knock down analyses and determination of its subcellular localization

Phosphorylierung und Dephosphorylierung von Proteinen repräsentieren wichtige Modifizie-rungen in intrazellulären Signalkaskaden, welche für die Aktivierung und Deaktivierung der jeweiligen Proteine verantwortlich sind. Eine der häufigsten Serin/Threonin Phosphatasen, PP2A, Protein Phosphatase 2A, erfüllt dabei eine wichtige Rolle in der Zellzyklusregulation, im programmierten Zelltod sowie in Signaltransduktionswegen. Heterotrimere Holoenzyme reprä-sentieren dabei das aktive und spezifische PP2A, welches wiederum sehr genau reguliert werden muss um die Interaktion mit verschiedenen Substraten bewerkstelligen zu können. Unterschied-liche Studien verdeutlichten bereits, dass sowohl Phosphorylierung als auch Methylierung wich-tige Modifikationen für die Funktion von PP2A darstellen. PTPA, der Phosphtase 2 A Phosphatase Aktivator, wurde ursprünglich als Aktivator der in vitro Phosphotyrosin Phosphatase Aktivität von PP2A identifiziert [Cayla et al, 1990]. Zusätzlich zeigten Fellner und Kolleg_innen, dass eine Deletion der homologen Proteine von PTPA in He-fe, RRD1 und RRD2, sowohl die katalytische Aktivität von PP2A reduziert als auch die Sub-stratspezifität, Proteinstabilität und Abhängigkeit von Metallionen beeinträchtigt. Kürzlich wur-de gezeigt, dass inaktives PP2A durch PTPA reaktiviert werden kann. Dennoch fehlt bisher die Charakterisierung der exakten Funktion von PTPA in Säugetieren. Der Umstand, dass Säugetier-PTPA den Wildtyp Phänotyp von einem rrd1∆/rrd2∆ Hefestamm komplementieren kann, bestärkt die Hypothese einer konservierten und essentiellen Funktion von PTPA. Frühere Studi-en zeigten zudem, dass sowohl durch Überexprimierung als auch durch Knock-down von PTPA, apoptotische Bedingungen entstehen und dieses Protein insofern eine essentielle Rolle einnimmt. Deshalb war es ein Teilziel dieser Arbeit mittels shRNA und siRNA weitere Konsequenzen eines PTPA-Knock-down in Säugetierzellen zu untersuchen. Einzelzellklone einer HelaTRex Zelllinie, stabil transfiziert mit einem Vektor, der eine induzierbare Expression einer shRNA gegen die mRNA von PTPA kodiert, zeigten eine effiziente Reduktion des Proteins auf 15% der normalen Menge. Zusätzlich wurden siRNAs (short interfering RNAs) angewandt und erzielten einen PTPA Knock-down auf 1/4 der normalen Menge. Schließlich wurden beide Methoden kombiniert, konnten aber keine weitere Reduzierung der Proteinmenge von PTPA erreichen. Trotz geringer Mengen von PTPA, konnte keine signifikante Veränderung des Phänotyps beo-bachtet werden. Darüber hinaus wollten wir mithilfe der Anwendung verschiedener PTPA spezifischer Antikör-per, in Experimenten der subzellulären Fraktionierung und Immunfluoreszenz, die subzelluläre Lokalisierung des Proteins aufdecken. Western-Blot-Analysen konnten in Hela-Zellen, welche in Kern- und Zytoplasmafraktionen unterteilt wurden, ein hauptsächliches Vorkommen von PTPA im Zytoplasma bestätigen. Im Gegensatz dazu trat PTPA in Analysen von Immunfluoreszenzen vorrangig im Kernkompartiment auf.Protein phosphorylation and dephosphorylation, carried out by kinases and phosphatases respec-tively, represent hallmarks of intracellular signalling cascades. One of the most abundant ser-ine/threonine phosphatases PP2A, protein phosphatase 2A, fulfills distinct roles in cell cycle regulation, programmed cell death and signal transduction pathways. Active and specific PP2A is represented by heterotrimeric holoenzymes, which need to be tightly regulated to cope with various substrates. Different studies revealed posttranslational mechanisms, as for instance phosphorylation and methylation, to be key modifications for the regulation of PP2A. PTPA, the phosphtase two A phosphatase activator, was originally identified as an activator of the in vitro phosphotyrosyl phosphatase activity of PP2A [Cayla et al, 1990]. Furthermore, Fell-ner and coworkers showed a deletion of the yeast homologues of PTPA, RRD1 and RRD2, to reduce catalytic activity, affect substrate specificity, protein stability and metal dependence of PP2A [Fellner et al., 2003]. Recently, inactive PP2A was shown to be reactivated by PTPA. Nevertheless, the identification of an exact function of PTPA in mammals is still missing. A conservation of function is emphasized through the ability of mammalian PTPA to complement the proliferation phenotype of a rrd1∆/rrd2∆ yeast strain. Moreover, previous findings of apop-totic conditions, emerging upon knock down or due to overexpression of PTPA in mammalian cell lines, pinpointed towards an essential role of PTPA. Therefore, we wanted to further elucidate the consequence of PTPA knock down in mammalian cells by the use of shRNA and siRNA. Single clones of HelaTRex cells, stably transfected with a vector coding for the inducible expression of a targeting shRNA against the mRNA of PTPA, were shown to efficiently reduce the protein to 15% of its normal amount. Furthermore, short interfering RNAs were applied and resulted in a PTPA protein knock down to 1/4 in comparison to normal amount. A combination of both methods, however, failed to decrease PTPA to lower levels. Despite these low amounts of PTPA, a significant alteration of phenotype could not be observed. Furthermore, we intended to unravel the subcellular localization of PTPA by the use of different antibodies specific for mammalian PTPA, applied in subcellular fractionation experiments and immunofluorescence analyses. Upon the subdivision of Hela cells into nuclear and cytoplasmic fractions, a major distributrion of PTPA in the cytoplasm was confirmed by immuno blot analy-sis. As opposed to this, PTPA seemed to emerge mainly in nuclear compartments if analysed with immunofluorescence