R Parity Violating Decays of the Gluino

Assuming the lightest supersymmetric particle is the gluino, we treat the decays gluino->quark-antiquark-neutrino and gluino->gluon-neutrino. Such couplings can be induced by the R parity violating quark-squark-lepton interaction which can also be responsible for neutrino masses and mixings. These R parity violating gluino decays have the same final state structure (jets plus missing energy) as previously considered decays into quark-antiquark-photino and gluon-gravitino but with significantly different gluino lifetimes.Comment: 8 pages, 4 figures, published version plus new referenc

The roles of urocanic acid in the response of epidermal cells to UVB

UVB Strahlung kann erhebliche Schäden in der Haut bewirken und zur Entstehung von Krebs führen. DNS ist einer der wichtigsten Photorezeptoren von UVB Strahlung und UVB-induzierte Mutationen in der DNS sind Hauptfaktoren bei der Entstehung von Hautkrebs. Eine Rolle von DNS-Mutationen wird auch in der UVB-induzierten Immunsuppression vermutet, die durch ein Versagen des Immunsystems beim Erkennen und Bekämpfen von malignen Hautzellen die Tumorentstehung verhindert. Endogene Urocaninsäure, die von dem Enzym Histidase aus Histidin generiert wird, akkumuliert in der äußersten Schicht der Haut und absorbiert sehr effizient UVB-Strahlung. Dementsprechend wurde Urocaninsäure als körpereigener Schutzfaktor gegen UV-verursachte DNS-Schädigung vorgeschlagen. Durch Absorption von UVB Strahlung wird das trans-Isomer von UCA, das in der Histidase-Reaktion entsteht, partiell in das cis-Isomer umgewandelt. Es wird vermutet, dass cis-UCA an der UVB-induzierten Immunsuppression beteiligt ist, indem es sowohl die Auswanderung von Langerhans Zellen aus der Epidermis als auch Beeinträchtigungen der Langerhanszell-Funktionen, insbesondere der Antigen-Präsentation bewirkt. In dieser Arbeit wird die photoprotektive und die immunsuppressive Rolle von endogener Urocaninsäure in einem in vivo Model, der Histidinämie Maus, untersucht. Histidinämie Mäuse tragen eine Mutation in dem Gen, das das Enzym Histidase kodiert. Diese führt zu stark reduzierten UCA Konzentrationen im Stratum Corneum (der obersten Schicht der Epidermis), wodurch die UVB Absorptionskapazität des Stratum Corneums von mutierten Tieren im Vergleich zu Wildtyp- oder Histidase-heterozygoten Mäusen stark wird. Die Haut von neugeborenen Mäusen und die rasierte Rückenhaut von adulten Mäusen wurde mit 2 UVB-Dosen bestrahlt. Die Quantifizierung von Cyclobutandimeren zeigte, dass in histidinämischen Mäusen signifikant mehr DNS Schaden induziert wurde als in Wildtypmäusen. Auch die Zahl apoptotischer Zellen war in der Epidermis von mutanten Mäusen signifikant höher als in Kontrollmäusen. Diese Ergebnisse implizieren, dass endogene Urocaninsäure als ein wichtiger Schutzfaktor der Epidermis gegen die schädigenden Effekte von UVB Strahlung fungiert. Um den Einfluss von UVB-induzierter cis-Urocaninsäure auf das Immunsystem in der Haut zu untersuchen, wurde die UVB-induzierte Veränderung der Zahl der epidermalen Langerhanszellen in histidinämischen und Wildtyp-Mäusen bestimmt. UVB Strahlung bewirkte einen hohen Anstieg der cis-UCA Konzentration in Wildtyp-Mäusen, während nur sehr geringe cis-UCA Konzentrationen im Stratum Corneum von mutierten Mäusen nachgewiesen werden konnten. Übereinstimmend mit der erörterten Rolle von cis-UCA bei der Modulation des Immunsystems, bewirkte UVB Bestrahlung eine stärkere Reduktion der Zahl der Langerhanszellen in der Epidermis von Wildtyp-Mäusen als in Histidinämie-Mäusen. Die Ergebnisse dieser Studie liefern experimentelle Bestätigungen für die früher postulierten Rollen von Urocaninsäure als wichtiger endogener UV-Schutzfaktor und Signalstoff in der UVB-induzierten Immunsuppression.UVB irradiation causes skin damage which underlies skin aging and various forms of skin cancer. DNA is one of the main photoreceptors for UVB light, and UVB-induced DNA mutations have been shown to cause malignant transformation of skin cells. Moreover, DNA mutations have been implicated in UVB-induced suppression of immune responses, which may further sensitize the skin to the development of cancer. Urocanic acid (UCA) is another endogenous UVB-photoreceptor and is proposed to prevent high levels of DNA damage. It is generated by the enzyme histidase from histidine, a protein breakdown product in the cornified layer (stratum corneum) of the epidermis. By absorption of UVB irradiation, UCA is converted from the trans- to the cis-isomer. The latter has been proposed to contribute to UVB-induced immunosuppression by altering the antigen-presenting function and the number of Langerhans cells in the epidermis. The various roles of UCA in the skin have been discussed for many years, however an evaluation in an appropriate in vivo model has been lacking. Here, the photoprotective role and the immunosuppressive role of endogenous UCA were investigated in the histidinemic mouse model. Histidinemic mice carry a deleterious mutation in the gene encoding histidase and, therefore, have a strongly reduced UCA concentration in the stratum corneum. The UVB absorption capacity of aqueous extracts from the stratum corneum was significantly reduced in histidinemic mice as compared to mice carrying at least one wild-type allele of histidase. When newborn mice and the shaved back skin of adult mice were irradiated with 25 or 250 mJ/cm2 UVB, histidinemic mice accumulated significantly more DNA damage in the form of cyclobutane pyrimidine dimers than wild-type mice. Furthermore, UVB irradiation induced significantly higher levels of apoptosis in the epidermis of histidinemic mice. These results provide strong evidence for an important contribution of endogenous UCA to the protection of the epidermis against the damaging effects of UVB light. To evaluate the influence of UVB-induced cis-UCA on immune responses, the UVB-induced alteration in the number of Langerhans cells was determined in normal mice and in histidinemic mice. UVB irradiation induced high levels of cis-UCA in wild-type mice whereas cis-UCA concentrations were low in irradiated mutant mice. In line with the proposed role of cis-UCA in immunomodulation, UVB induced a stronger reduction of Langerhans cell densities in wild-type mice than in mutant mice. Taken together, the results of this study establish UCA as an important endogenous UVB protection factor and as a critical modulator of immunosuppression by UVB light

General Flavor Blind MSSM and CP Violation

We study the implications on flavor changing neutral current and CP violating processes in the context of supersymmetric theories without a new flavor structure (flavor blind supersymmetry). The low energy parameters are determined by the running of the soft breaking terms from the grand unified scale with SUSY phases consistent with the EDM constraints. We find that the CP asymmetry in b --> s gamma can reach large values potentially measurable at B factories, especially in the low BR(b --> s gamma) region. We perform a fit of the unitarity triangle including all the relevant observables. In this case, no sizeable deviations from the SM expectations are found. Finally we analyze the SUSY contributions to the anomalous magnetic moment of the muon pointing out its impact on the b --> s gamma CP asymmetry and on the SUSY spectrum including chargino and stop masses.Comment: 40 pages, 8 figures, typos corrected, references adde

General Flavour Blind MSSM and CP Violation

We study FCNC and CP violating processes in the MSSM without a new flavour structure (flavour blind MSSM). The low energy parameters are determined by the running of the soft breaking terms from the GUT scale with SUSY phases consistent with the EDM constraints. We find that the CP asymmetry in b -> s gamma can reach large values potentially measurable at B factories, especially in the low BR(b -> s gamma) region. We analyze the SUSY contributions to the anomalous magnetic moment of the muon pointing out its impact on the b -> s gamma CP asymmetry and on the SUSY spectrum.Comment: LaTex, 5 pages, 2 figures, Contribution to the International Europhysics Conference on High Energy Physics (HEP 2001), Budapest, Hungary, 12-18 Jul 200

Four Generations: SUSY and SUSY Breaking

We revisit four generations within the context of supersymmetry. We compute the perturbativity limits for the fourth generation Yukawa couplings and show that if the masses of the fourth generation lie within reasonable limits of their present experimental lower bounds, it is possible to have perturbativity only up to scales around 1000 TeV. Such low scales are ideally suited to incorporate gauge mediated supersymmetry breaking, where the mediation scale can be as low as 10-20 TeV. The minimal messenger model, however, is highly constrained. While lack of electroweak symmetry breaking rules out a large part of the parameter space, a small region exists, where the fourth generation stau is tachyonic. General gauge mediation with its broader set of boundary conditions is better suited to accommodate the fourth generation.Comment: 27 pages, 5 figure

Electron and Neutron Electric Dipole Moments in the Constrained MSSM

We analyze the effects of CP-violating phases on the electric dipole moment (EDM) of electron and neutron in the constrained minimal supersymmetric model. We find that the phases phi_{\mu} and phi_{A_0} have to be strongly correlated, in particular for small values of the SUSY mass parameters. We calculate the neutron EDM in two different models, the Quark-Parton Model and the Chiral Quark Model. It turns out that the predictions are quite sensitive to the model used. We show parameter regions in the M_0-M_1/2 plane which are excluded by considering simultaneously the experimental bounds of both electron and neutron EDM, assuming specific values for the phases phi_{\mu} and phi_{A_0}.Comment: 23 pages LaTeX with 8 figures included, using the epsfig-stylefil

Enzymatically-Controlled Biomimetic Synthesis of Titania/Protein Hybrid Thin films

Although it is widely recognised that enzymes play a significant role in sculpting complex silica skeletons in marine sponges, the potential for exploiting enzymes in materials synthesis has not yet been fully harnessed. In this work we show that the digestive enzyme papain can self-assemble into monolayers on oxide surfaces, where they then drive the formation of crystalline titanium dioxide nanoparticles. This dual functionality of thin film formation and mineralization promotion has the potential to enable the construction of hierarchical inorganic/organic structures in the form of continuous amorphous titania/protein films which can be refined to 93% anatase post annealing. Additional control over the film thickness is afforded by layer-by-layer processing using a simple dip-coating approach. Papain's TiO₂-mineralizing activity displays complex kinetics that deviates from the native Michaelis–Menten kinetic activity, yet deactivation studies demonstrate that this activity relies upon residues that are essential for catalytic site function. These parameters provide unique insight into enzymatic biomineralization, allowing a flexible route to achieving bioengineered titania heterostructures, and potentially providing a green-chemistry solution to photovoltaic cell development

Molecular allergen profiling in horses by microarray reveals Fag e 2 from buckwheat as a frequent sensitizer.

BACKGROUND Companion animals are also affected by IgE-mediated allergies, but the eliciting molecules are largely unknown. We aimed at refining an allergen microarray to explore sensitization in horses and compare it to the human IgE reactivity profiles. METHODS Custom-designed allergen microarray was produced on the basis of the ImmunoCAP ISAC technology containing 131 allergens. Sera from 51 horses derived from Europe or Japan were tested for specific IgE reactivity. The included horse patients were diagnosed for eczema due to insect bite hypersensitivity, chronic coughing, recurrent airway obstruction and urticaria or were clinically asymptomatic. RESULTS Horses showed individual IgE-binding patterns irrespective of their health status, indicating sensitization. In contrast to European and Japanese human sensitization patterns, frequently recognized allergens were Aln g 1 from alder and Cyn d 1 from Bermuda grass, likely due to specific respiratory exposure around paddocks and near the ground. The most prevalent allergen for 72.5% of the tested horses (37/51) was the 2S-albumin Fag e 2 from buckwheat, which recently gained importance not only in human but also in horse diet. CONCLUSION In line with the One Health concept, covering human health, animal health and environmental health, allergen microarrays provide novel information on the allergen sensitization patterns of the companion animals around us, which may form a basis for allergen-specific preventive and therapeutic concepts

The molecular requirements of house dust mite allergens to induce allergic skin inflammation

Überempfindlichkeitsreaktionen sind Reaktionen des Immunsystems auf harmlose Umweltantigene, die oft gesundheitsschädliche Auswirkungen haben können. Die häufigste Form ist die Typ-1-Überempfindlichkeit - die IgE-vermittelte allergische Reaktion. Eine der häufigsten Allergien ist die Hausstaubmilben(HDM)-allergie. Der Extrakt der Spezies Dermatophagoides pteronyssinus enthält 23 bekannte Allergene mit Der p 1 und Der p 2 als Hauptallergene. Wie die meisten Allergene zeigen auch HDM-Allergene spezifische molekulare Eigenschaften, die entscheidend zur Allergenität beitragen. Diese Eigenschaften wurden bisher ausführlich in Asthmamodellen und im Atemwegsepithel untersucht. Der p 1 ist eine Cysteinprotease, die ursprünglich an Papain (aus der Papayafrucht isoliert) modelliert wurde. Der p 1 wirkt degradierend auf Proteine der Tight Junctions (TJ) , beeinträchtigt dadurch die Integrität des Epithels und verstärkt die Aufnahme von Der p 1 selbst, so wie von anderen Allergenen. Der p 2, ein sehr kleines Allergen, zeigt starke Homologie zu MD-2 (MD-2-CD14-TLR4 Komplex) und kann sogar in Absenz von MD-2 den TLR4 Signalweg aktivieren. Die entscheidende Rolle von TLR4 Aktivierung in der Sensibilisierung zu Der p 2 in den Atemwegen wurde durch eine Studie von Trompette et al. gezeigt, in der TLR4-defiziente Mäuse nicht auf Der p 2 allergisch wurden. Die Lunge gilt normalerweise als sehr tolerogenes Organ - deshalb stellten wir die Hypothese auf, dass die Haut als größtes Organ, in direktem Kontakt zur Umwelt und sehr viele verschiedene Immunzellen beherbergend, eine weitaus bedeutendere Rolle in der Allergieentstehung darstellt. Wir wollten hier untersuchen, ob in der Haut dieselben molekularen Mechanismen eine Rolle spielen, die zur Allergisierung (Sensibilisierung) gegen Der p 1 und Der p 2 im Lungenepithel wichtig sind. Nachdem nur wenige in-vivo Modelle zu Adjvantien(Hilfsmittel)-freier transkutaner Sensibilisierung vorhanden waren, etablierten wir ein perkutanes Sensibilisierungsmodell in Balb/c Mäusen. Die Resultate zeigen eine starke Immunreaktion auf Der p 1 und Der p 2 nach wiederholter perkutaner Applikation, sowie Serumtiter an rDer p 1-spezifischen IgG1. Um die Rolle der TLR4 Aktivierung in allergischen Hautreaktionen gegen Der p 2 zu untersuchen, adaptierten wir dieses Modell und verglichen die Immunantwort von TLR4-defizienten Mäusen gegen WT C57BL/6 Mäuse nach wiederholter epikutaner Sensibilisierung mit rekombinantem Der p 2 mit oder ohne Zugabe von LPS. Die Resultate zeigen, dass Der p 2 eine starke TH2 Immunantwort bewirkt, die zwar durch Zugabe von LPS verstärkt wurde, aber unabhängig von TLR4 Aktivierung war, da TLR4-defiziente Mäuse vergleichbare Resultate zeigten wie WT Mäuse. Des Weiteren wollten wir den Einfluss der enzymatischen Aktivität von Der p 1 in der Sensibilisierung durch die Haut analysieren. Da die Generierung von rekombinantem Der p 1 nicht effizient funktioniert hatte, beschlossen wir, stattdessen die Modell-Cysteinprotease Papain zu verwenden. Wir verglichen den Effekt von aktivem versus inaktiviertem Papain auf die Hautbarriere und die Immunantwort von WT C57BL/6 Mäuse nach einmaliger und wiederholter Applikation. Die Resultate implizieren, dass auf die Haut aufgetragenes Papain hochallergen wirkt. Wenn enzymatisch aktiv, beeinträchtigte es die Hautbarriere durch Degradierung von TJ Proteinen, erhöhte den transepidermalen Wasserverlust und erweiterte die Blutgefäße stark. Eine starke TH2-gerichtete Immunantwort war messbar - diese war unabhängig von der enzymatischen Aktivität. Zusammenfassend beinhaltet diese Doktorthese neue Aspekte der Hautallergie und der Sensibilisierungsmechanismen über die Haut: Die Resultate zeigen, dass die Haut eine sehr wichtige Rolle in der Allergieentwicklung repräsentiert. Außerdem wird gezeigt, dass in der Sensibilisierungsphase in der Haut andere Mechanismen als in der Lunge von Bedeutung sind.House dust mite allergy is one of the most prevalent allergies. Der p 1 and Der p 2 have been identified as the major allergens and like most allergens, HDM allergens exhibit specific molecular features which render them allergenic. Der p 1 is a cysteine protease and acts on tight junctional proteins of the airway epithelium. By its degradatory effect on TJ it impairs the epithelial barrier and leads to enhanced uptake of Der p 1 itself as well as other allergens. Der p 2 is a strong homologue to MD-2 (part of the MD-2-CD14-TLR4 complex) and thereby activates TLR4 signaling, even in the absence of MD-2; a study by Trompette et al. even showed unresponsiveness to Der p 2 in the airways of TLR4-deficient mice. As the lung is usually considered of being highly tolerogenic, we hypothesized that the skin represents an important route in the sensitization process. In this project, we wanted to test whether in the skin the same molecular mechanisms are important in the sensitization to Der p 1 and Der p 2 as shown for lung epithelium. The first approach was to establish a percutaneous sensitization model in BALB/c mice. The results implicate a strong response to Der p 1 and Der p 2 after repeated percutaneous application, eliciting skin alterations, infiltration of immune cells, Der p 1-specific IgG1. To study the role of TLR4 activation in allergic skin reactions towards Der p 2, we compared the immune response of TLR4-deficient C57BL/6 mice to WT C57BL/6 mice after repeated epicutaneous sensitization with recombinant Der p 2 with or without addition of LPS The results demonstrate that Der p 2 triggers a strong TH2 response and although a stronger response was observable when LPS was co-applied, the response was independent of TLR4 activation as TLR4-deficient mice showed comparable results as WT mice. ^Furthermore, we aimed to analyze the importance of enzymatic activity of an cysteine protease in the sensitization via the skin. We used the model protease papain instead and compared the effect on the skin barrier and the immune response of WT C57BL/6 mice towards active and inactive papain after initial and repeated treatment. A very strong TH-2 biased response is observable - the induction of the allergic response was independent of enzymatic activity. Taken together, this PhD thesis provides new aspects on skin allergy and on mechanisms of sensitization via the skin route: the results demonstrate that the skin represents an important route in the development of environmental allergies and illustrates that in the skin, other mechanisms (than in lung epithelium) are of importance during sensitization to certain allergens like Der p 2.submitted by Caroline StremnitzerAbweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des VerfassersZsfassung in dt. SpracheWien, Med. Univ., Diss., 2014OeBB(VLID)271249