Systems-level organization of yeast methylotrophic lifestyle

BACKGROUND: Some yeasts have evolved a methylotrophic lifestyle enabling them to utilize the single carbon compound methanol as a carbon and energy source. Among them, Pichia pastoris (syn. Komagataella sp.) is frequently used for the production of heterologous proteins and also serves as a model organism for organelle research. Our current knowledge of methylotrophic lifestyle mainly derives from sophisticated biochemical studies which identified many key methanol utilization enzymes such as alcohol oxidase and dihydroxyacetone synthase and their localization to the peroxisomes. C1 assimilation is supposed to involve the pentose phosphate pathway, but details of these reactions are not known to date. RESULTS: In this work we analyzed the regulation patterns of 5,354 genes, 575 proteins, 141 metabolites, and fluxes through 39 reactions of P. pastoris comparing growth on glucose and on a methanol/glycerol mixed medium, respectively. Contrary to previous assumptions, we found that the entire methanol assimilation pathway is localized to peroxisomes rather than employing part of the cytosolic pentose phosphate pathway for xylulose-5-phosphate regeneration. For this purpose, P. pastoris (and presumably also other methylotrophic yeasts) have evolved a duplicated methanol inducible enzyme set targeted to peroxisomes. This compartmentalized cyclic C1 assimilation process termed xylose-monophosphate cycle resembles the principle of the Calvin cycle and uses sedoheptulose-1,7-bisphosphate as intermediate. The strong induction of alcohol oxidase, dihydroxyacetone synthase, formaldehyde and formate dehydrogenase, and catalase leads to high demand of their cofactors riboflavin, thiamine, nicotinamide, and heme, respectively, which is reflected in strong up-regulation of the respective synthesis pathways on methanol. Methanol-grown cells have a higher protein but lower free amino acid content, which can be attributed to the high drain towards methanol metabolic enzymes and their cofactors. In context with up-regulation of many amino acid biosynthesis genes or proteins, this visualizes an increased flux towards amino acid and protein synthesis which is reflected also in increased levels of transcripts and/or proteins related to ribosome biogenesis and translation. CONCLUSIONS: Taken together, our work illustrates how concerted interpretation of multiple levels of systems biology data can contribute to elucidation of yet unknown cellular pathways and revolutionize our understanding of cellular biology. ELECTRONIC SUPPLEMENTARY MATERIAL: The online version of this article (doi:10.1186/s12915-015-0186-5) contains supplementary material, which is available to authorized users

Implementation of on-the-job Training Learning Environments - Concepts and Realizations

"Konzepte wie \u27Lernen in der Arbeit\u27, \u27arbeitsplatzbezogenes Lernen\u27 und \u27arbeitsimmanente Qualifizierung\u27 im Kontext beruflicher Bildung verdeutlichen, dass die Auseinandersetzung mit den Anforderungen der Arbeitsrealität als Möglichkeit zur Kompetenzentwicklung auch für Auszubildende gelten kann. In diesem Beitrag sollen Konzepte und Erfahrungen bezüglich der Implementation arbeitsbezogener Lernumgebungen für die betriebliche Erstausbildung vorgestellt werden. Der \u27Cognitive Apprenticeship\u27-Ansatz wird als geeignetes instruktionales Modell vorgestellt. Neben der Darstellung eines Phasenmodells zur Implementation erfolgt eine Diskussion von Fragen der Steuerung von Implementationsprozessen sowie die Formulierung von Strategien, die als Voraussetzungen für erfolgreiche Implementationen gelten können. Abschliessend wird die Bedeutung einer organisationalen Lernkultur für betriebliche Veränderungsprozesse aufgezeigt." Forschungsmethode: anwendungsorientiert. (Verlag

Wissenserfassung bei diagnostischen Tätigkeiten in komplexen Fertigungssystemen als Grundlage für die Gestaltung beruflichen Trainings

Unter Einbeziehung von arbeits-, anforderungs- und wissensanalytischen Methoden wurde ein Ansatz zur Erfassung des fachspezifischen Fakten- und Handlungswissens bei komplexen diagnostischen Tätigkeiten in der flexibel automatisierten Fertigung entwickelt. Er ermöglichte die Bestimmung von Wissensstrukturen bei Experten über die Diagnose von Störungen an CNC-Werkzeugmaschinen, auf deren Grundlage Lernaufgaben für ein regelgeleitetes und ein Selbstreflexionstraining zur Ausbildung betrieblicher Mitarbeiter entwickelt wurden. Die Wirksamkeit des Trainings wurde in einem quasi-experimentellen Kontrollgruppenversuch überprüft. (DIPF/Orig.)An approach for the determination of specific declarative and procedural knowledge at complex diagnostic activities inflexible automated manufacturing was developed with a help of job, task and knowledge analysis. This was the basis for the determination of knowledge structures of experts for the diagnosis of technical faults in CNC machine tools. From this derived training tasks for a rule based and self-reflectional training for the further education of skilled workers. The efficiency of the trainings was tested in an experimental test with a control group. (DIPF/Orig.

Learning in Organisations - Operationalizing Learning Culture

Im Zentrum des Beitrags stehen Konstruktexplikation und Messung von Lernkultur. Ausgehend von der Diskussion der Bedeutung von Lernkultur wird basierend auf einer Sichtung bisheriger Konzepte eine integrative Definition von Lernkultur erarbeitet. Lernkultur ist demnach Ausdruck des Stellenwertes von Lernen im Unternehmen und zielt auf Kompetenzentwicklung und Innovation. Hierbei werden individuelle, gruppenbezogene und organisationale Lernprozesse verzahnt und lernrelevante Rahmenbedingungen geschaffen. Bisher eingesetzte Instrumente zur Messung von lernrelevanten Merkmalen von Arbeit und Organisation werden diskutiert. Das neu entwickelte Lernkulturinventar (LKI) wird vorgestellt. Zielsetzungen, Aufbau, theoretischer Hintergrund und Kennwerte des Verfahrens werden dargestellt. Das Lernkulturinventar liegt in einer Mitarbeiterversion und einer Version zugeschnitten auf Personalexperten vor. (ZPID)The article focuses on the definition and measurement ofa leaming culture. First the relevance of the topic learning culture is discussed. Based on a review of the existing literature an integrative definition of a learning culture is derived. A learning culture shows the priority that a Company assigns to learning and aims at improving employee skills and innovation capabilities of an Organization. To achieve this learning on the personal, group and organizational level needs to be integrated and a learning supportive infrastructure must be provided. Existing insruiments for measuring learning related attributes of work and organizations are reviewed. The newly developed instrument - the learning culture inventory (LCI) - is discussed in the main part of the article. Purpose, structure, theoretical underpinnings and consistency measures of the inventory are discussed. The instrument is available in an employee and a human resource expert version. (DIPF/Orig.