Wave Packet Dynamics, Ergodicity, and Localization in Quasiperiodic Chains

In this paper, we report results for the wave packet dynamics in a class of quasiperiodic chains consisting of two types of weakly coupled clusters. The dynamics are studied by means of the return probability and the mean square displacement. The wave packets show anomalous diffusion in a stepwise process of fast expansion followed by time intervals of confined wave packet width. Applying perturbation theory, where the coupling parameter v is treated as perturbation, the properties of the eigenstates of the system are investigated and related to the structure of the chains. The results show the appearance of non-localized states only in sufficiently high orders of the perturbation expansions. Further, we compare these results to the exact solutions obtained by numerical diagonalization. This shows that eigenstates spread across the entire chain for v>0, while in the limit v->0 ergodicity is broken and eigenstates only spread across clusters of the same type, in contradistinction to trivial localization for v=0. Caused by this ergodicity breaking, the wave packet dynamics change significantly in the presence of an impurity offering the possibility to control its long-term dynamics.Comment: 10 pages, 9 figure

Light Transmission Through Metallic-Mean Quasiperiodic Stacks with Oblique Incidence

The propagation of s- and p-polarized light through quasiperiodic multilayers, consisting of layers with different refractive indices, is studied by the transfer matrix method. In particular, we focus on the transmission coefficient of the systems in dependency on the incidence angle and on the ratio of the refractive indices. We obtain additional bands with almost complete transmission in the quasiperiodic systems at frequencies in the range of the photonic band gap of a system with a periodic alignment of the two materials for both types of light polarization. With increasing incidence angle these bands bend towards higher frequencies, where the curvature of the transmission bands in the quasiperiodic stack depends on the metallic mean of the construction rule. Additionally, in the quasiperiodic systems for p-polarized light the bands show almost complete transmission near the Brewster's angle in contrast to the results for s-polarized light. Further, we present results for the influence of the refractive indices at the midgap frequency of the periodic stack, where the quasiperiodicity was found to be most effective.Comment: 10 pages, 7 figure

(Un)Certainly Positive: the Portrayal of Complementary and Alternative Medicine in German Cancer Patient Magazines

Krebspatienten suchen häufig in Medien Informationen zu alternativen und komplementären Behandlungsmethoden (Complementary and Alternative Medicine - CAM). Die Medienberichterstattung darüber kann ihre Wahrnehmung und ihre Entscheidungen beeinflussen. Diese Studie analysiert die Berichterstattung über CAM in Zeitschriften, die sich explizit an Krebspatient(inn)en richten, und nutzt hierfür das Framing-Konzept. Die Arbeit entstand im Rahmen des Projekts Kompetenznetzwerk Komplementärmedizin in der Onkologie (KOKON), das von der Deutsche Krebshilfe finanziert wurde.Objective: Cancer patients frequently use media to search for information on Complementary and Alternative Medicine (CAM). Media coverage may influence their perception and decision making. Against the background of the framing concept, we analyze the portrayal of CAM in magazines that specifically address cancer patients. Methods: We conducted a quantitative content analysis of four highly circulated German cancer patient magazines (Befund Krebs, K-Journal Mensch & Krebs, Krebsmagazin, Leben? Leben!) that were available from November 2012 to April 2013. Results: In the sample of 39 articles, 137 CAM treatments were portrayed. Results show that the portrayal of CAM focuses on nutritional and metabolic approaches, exercise therapies and psychological approaches. It primarily takes a scientific perspective. CAM is mostly described in curative contexts and in a predominantly positive light. Explicit recommendations are rarely given. Conclusion: Patient education and informed decision‐making may be advanced by increasing journalists’ and medical professionals’ awareness for media coverage on CAM. Providers of mediated health information need to pay attention to a balanced and reflected portrayal of CAM. For healthcare and counselling professionals, pro‐active communication on media information is essential. Health communication research should address the interaction between patients, media information and medical experts

Advanced Glycation End Products (AGEs) in Säugerzellen: Abbau, Akkumulation und zelluläre Reaktionen

„Advanced Glycation End Products” (AGEs) entstehen in einer nicht-enzymatischen Reaktion aus reaktiven Carbonylverbindungen und Proteinen. Zahlreiche Studien belegen, dass AGEs als aktive Moleküle unterschiedliche zelluläre Reaktionen auslösen können. Das intrazelluläre Schicksal der AGEs ist bisher jedoch nur unzureichend untersucht worden und war somit Gegenstand der vorliegenden Arbeit. Die in der vorliegenden Arbeit hergestellten AGEs konnten durch das in den Lysosomen lokalisierte Cathepsin D abgebaut werden. Zusätzlich zeigten Cathepsin D-defiziente Fibroblasten eine signifikant verstärkte AGE-Akkumulation im Vergleich zu Wildtyp Fibroblasten. Diesbezüglich kann Cathepsin D AGE-modifizierte Proteine proteolytisch abbauen und somit einer verstärkten Akkumulation entgegen wirken. Neben Cathepsin D konnte auch für Cathepsin L eine Aktivitätssteigerung und eine Zunahme der reifen Enzymform nach AGE-Inkubation verzeichnet werden. Die Notwendigkeit beider Cathepsine in AGE-exponierten Zellen belegte die enorme Vitalitätsreduktion in Cathepsin L-defizienten Zellen mit gehemmter Cathepsin D Aktivität. Im Gegensatz zur lysosomalen Aktivitätssteigerung reduzierten AGE-modifizierte Proteine die proteasomale Aktivität und die Expression der konstitutiven proteasomalen katalytischen Untereinheiten. Andererseits zeigten AGE-modifizierte Proteine eine Steigerung der Expression immunoproteasomaler Untereinheiten. Die Induktion wird über eine Aktivierung des RAGE und nachfolgender Phosphorylierung der Signalmolekülen Jak2/STAT1 vermittelt. Alternde Zellen reagieren auf AGE-modifizierte Proteine unzureichend. Die Induktion der lysosomalen Aktivität nach AGE-Exposition ist nur in jungen Zellen nachweisbar. Eine altersabhängige Seneszenz konnte außerdem für die Jak2/STAT1-induzierte Expression des Immunoproteasomes bestätigt werden. Diese Ergebnisse belegen die erhöhte Akkumulation dieser AGE-modifizierten Proteine und die zelluläre Seneszenz während der Alterung

Altersbezogene Unterschiede bei der Interaktion mit einem Virtual-Reality-System

Virtual Reality wird in immer mehr Bereichen eingesetzt, unter anderem im Trainings- und Lernkontext in der Arbeitswelt. Hier sind es nicht nur die jüngeren Arbeitnehmer, sondern auch ältere, welche mit der neuen Technik konfrontiert werden. Vor allem im Bereich der Gefahrensituationen ist es ein Vorteil, mit einem virtuellen System zu trainieren. Der Proband kann in die gewünschte Situation hineinversetzt werden, ohne sich und andere in Gefahr zu bringen. In der Bau- und Maschinenindustrie sind Arbeitsunfälle, auch mit Todesfolge, ein sehr großes Problem. Hier kann mit Hilfe von VR-Systemen eine sichere Arbeitsumgebung geschaffen werden, in der die Arbeiter den Umgang mit Maschinen lernen können (Kassem, Benomran, & Teizer, 2017). Auch im Bereich der Pflegeausbildung wird VR eingesetzt. So kann beispielsweise eine Krankenstation simuliert werden, sodass die Pflegeschüler unter verschiedenen Bedingungen Aufgaben lösen können, die ihrem späteren Arbeitsalltag entsprechen (Ng et al., 2018). Hier spielt auch der Faktor Stress eine große Rolle. Das Pflegepersonal arbeitet häufig unter Zeitdruck. In der virtuellen Welt kann trainiert werden, damit besser umzugehen (Gräßel, 1998; Zimber, 1998). Ebenfalls Einsatz findet VR in der Evaluation von Fluchtsystemen in Tunneln (Ronchi et al., 2016). [...aus der Einleitung

Death receptor-based enrichment of Cas9-expressing cells

Background: The CRISPR/Cas9 genome editing system has greatly facilitated and expanded our capacity to engineer mammalian genomes, including targeted gene knock-outs. However, the phenotyping of the knock-out effect requires a high DNA editing efficiency. Results: Here, we report a user-friendly strategy based on the extrinsic apoptosis pathway that allows enrichment of a polyclonal gene-edited cell population, by selecting Cas9-transfected cells that co-express dominant-negative mutants of death receptors. The extrinsic apoptosis pathway can be triggered in many mammalian cell types, and ligands are easy to produce, do not require purification and kill much faster than the state-of-the-art selection drug puromycin. Stringent assessment of our advanced selection strategy via Sanger sequencing, T7 endonuclease I (T7E1) assay and direct phenotyping confirmed a strong and rapid enrichment of Cas9-expressing cell populations, in some cases reaching up to 100 % within one hour. Notably, the efficiency of target DNA cleavage in these enriched cells reached high levels that exceeded the reliable range of the T7E1 assay, a conclusion that can be generalized for editing efficiencies above 30 %. Moreover, our data emphasize that the insertion and deletion pattern induced by a specific gRNA is reproducible across different cell lines. Conclusions: The workflow and the findings reported here should streamline a wide array of future low- or high-throughput gene knock-out screens, and should largely improve data interpretation from CRISPR experiments