Distribution and Thawing of Permafrost in the Southern Part of the Discontinuous Permafrost Zone in Manitoba

This study was carried out to evaluate the environmental factors which influence the distribution and collapse of perennially frozen peats in the southern part of the discontinuous permafrost zone in Manitoba. The changes in permafrost bodies were measured by means of aerial photography carried out over a period of 20 years. About 25 per cent of the once occurring permafrost is still present. Melting appears to have exceeded aggradation of permafrost since about 150 years B.P. Two types of collapse were noticed: peripheral collapse around very small permafrost bodies; and a central collapse for the larger bodies. The amount of collapse has varied from 0 to 30 metres horizontally in a 20 year period

The role of cell-matrix interactions in atherosclerosis

Atherosclerosis is a complex disorder of the arterial wall characterized by prominent changes in the extracellular matrix and in smooth muscle cells (SMC), which are the predominant resident cells in the vessel wall. During atherogenesis SMC modulate their phenotype from the contractile state to the synthetic state.Biomedical Reviews 1992; 1: 7-12

Green-IT an der Freien Universität Berlin - Strategie gegen die Kostenspirale

Das Schlagwort Green-IT ist spätestens seit der CEBIT 2009 in aller Munde. Viele Unternehmen haben dieses Thema für sich entdeckt und werben damit. Aber soll es nur ein besseres Image transportieren oder birgt es tatsächlich Potenziale in sich? Die Freie Universität sieht dahinter mehr als nur ein Modethema und leitet mit einer umfassenden Green-IT-Strategie Maßnahmen ein, um die Energieeffizienzpotenziale in der IT systematisch zu erschließen. (bitte Sprache wählen

Defining properties of neural crest-derived progenitor cells from the apex of human developing tooth

The connective tissue of the human tooth arises from cells that are derived from the cranial neural crest and, thus, are termed as "ectomesenchymal cells." Here, cells being located in a pad-like tissue adjacent to the apex of the developing tooth, which we designated the third molar pad, were separated by the microexplant technique. When outgrowing from the explant, dental neural crest-derived progenitor cells (dNC-PCs) adhered to plastic, proliferated steadily, and displayed a fibroblast-like morphology. At the mRNA level, dNC-PCs expressed neural crest marker genes like Sox9, Snail1, Snail2, Twist1, Msx2, and Dlx6. Cytofluorometric analysis indicated that cells were positive for CD49d (alpha4 integrin), CD56 (NCAM), and PDGFRalpha, while negative for CD31, CD34, CD45, and STRO-1. dNC-PCs could be differentiated into neurogenic, chondrogenic, and osteogenic lineages and were shown to produce bone matrix in athymic mice. These results demonstrate that human third molar pad possesses neural crest-derived cells that represent multipotent stem/progenitor cells. As a rather large amount of dNC-PCs could be obtained from each single third molar, cells may be used to regenerate a wide range of tissues within the craniofacial region of humans

Entwicklung und Untersuchung grenzflächenaktiver Zinkrizinoleat-Komplexe zur Adsorption von Schadstoffen aus der Gasphase

Im Rahmen dieser Arbeit wurde gefunden, dass Zinkrizinoleat in Verbindung mit polyfunktionellen Carbonsäure- und Phosphonsäure-Verbindungen – insbesondere der Tetranatriumsalze von Hydroxyethan-Diphosphonsäure, Iminodisuccinat und dem Trinatriumsalz der Methyglycin-diessigsäure - wasserlösliche und grenzflächenaktive Komplexe ausbildet, die die Adsorption von nukleophilen Schadstoffen wie Ammoniak, Schwefelwasserstoff und Ethylmercaptan ermöglichen. Darüber hinaus wurde das Bindungsvermögen von Zinkrizinoleat, welches gelöst in primären Alkohol vorlag, ermittelt und mit denen des wässrigen Systems verglichen. Es zeigte sich, dass das alkoholische Zinkrizinoleat-System ein höheres Bindungsvermögen als das wässrige Zinkrizinoleat-System erreichte. Der Vergleich der Adsorption von Schadstoffen an Zinkionen aus Zinkchlorid in wässrigen Lösungen zeigte ein im Vergleich zum wässrigen Zinkrizinoleat-System zu vernachlässigendes Bindungsvermögen. Hier spielt die Hydratation von Zinkionen in wässriger Lösung eine große Rolle. Durch das in wässriger Lösung am Zink gebundene Wasser als Hydratschicht, ist das Zink durch Nukleophile Schadstoffe nicht mehr zugänglich und es kommt zu keiner bzw. nur einer geringen Adsorption. Die Adsorption von Schadstoffen an von in primärem Alkohol gelösten Zink-Ionen zeigte ein vergleichbares Bindungsvermögen zum alkoholischen Zinkrizinoleat-System. Im Gegensatz zum wässrigen System findet hier die Bildung von Zink-Ethanol-Bindungen statt. Ethanol ist ein relativ schlechter Ligand, der von Nukleophilen sehr leicht verdrängt werden kann. Im Gegensatz zum wässrigen System sind Adsorptionsreaktionen am Zink innerhalb alkoholischer Lösungen also durch die Koordination von Lösungsmittelmolekülen behindert. Aufgrund der durchgeführten Molecular-Modelling-Simulationen zeigte sich, dass das Iminodisuccinat mit einer Carboxylat-Gruppe am Zink des Zinkrizinoleats koordiniert und so eine wasserlösliche und grenzflächenaktive Metallkomplex-Verbindung entstand. Mit Hilfe der Kenntnis aus den Molecular-Modelling-Simulationen konnte ferner ein daraus resultierender Adsorptionsmechanismus ermittelt werden. Messungen des dynamischen Kontaktwinkels konnten die Grenzflächenaktivität des entwickelten Zinkrizinoleat-Komplexes beweisen. Die durchgeführten Trocknungsversuche des wässrigen sowie des alkoholischen Zinkrizinoleat-Systems sowie die mit den trockenen Substanzen durchgeführten Adsorptionsversuche zeigten eine zwingende Unerlässlichkeit für die Anwesenheit eines Lösungsmittels, ohne welches keinerlei Bindungsvermögen der Schadstoffe am Zinkrizinoleat feststellbar war. Erklärbar ist dies dadurch, dass nur durch Anwesenheit eines Lösungsmittels wie Wasser im Zinkrizinoleat/Komplexbildner-System ein grenzflächenaktiver Komplex gebildet wird, mit dem es möglich ist, Nukleophile aus der Gasphase zu binden. Mit Hilfe der ATR-Spektroskopie wurde darüber hinaus gefunden, dass durch Trocknung des wässrigen Zinkrizinoleat/Komplexbildner-Systems wieder die Edukte entstehen. Damit konnte die mögliche Entstehung eines Zn2+/Komplexbildner-Systems und damit die Zerstörung der Verbindung des Zinkrizinoleats ausgeschlossen werden. Weiterführende Untersuchungen des dynamischen Kontaktwinkels sowie der Oberflächenspannung des Zinkrizinoleat/Komplexbildner-Systems untermauern diese Ergebnisse

Antibody variants with improved affinity

Therapeutische Antikörper gewinnen bei der Behandlung verschiedener Krebsarten mehr und mehr an Bedeutung. Ein Zielmolekül für eine antikörperbasierte Therapie ist Mucin 1 (MUC1). In vielen Adenokarzinomen wird MUC1 basolateral überexprimiert und weist veränderte O-Glykosylierungen auf. Die aberranten Glykosylierungen machen neue Peptidepitope zugänglich und stellen selbst Neoantigene dar. Das humane single chain Fv (scFv) Antikörperfragment IIB6 wurde in einer vorhergehenden Arbeit (Toleikis, 2004) mittels Phagen-Display gegen tumorassoziiertes MUC1 selektiert. Es besitzt jedoch nur eine niedrige Affinität zu MUC1 (KD = 2,3 x 10-7 M) und bindet an ein Peptid-Epitop in der extrazellulären VNTR-Region. Durch Affinitätsreifung von IIB6 scFv wurden hochaffine Antikörperfragmente gegen MUC1 generiert und anschließend charakterisiert. Es wurden zufällige Mutationen mittels sequenzieller Error-prone-PCR in das IIB6 scFv Genfragment eingebracht und Antikörpergenbibliotheken generiert. Durch stringente Selektionsmethoden wurden Antikörperklone mit verbesserter Bindung an MUC1 isoliert. Für den scFv-Klon HT186-D11 wurde eine deutlich erhöhte Affinität zu MUC1 gemessen (KD = 5,7 x 10-10 M). Alle untersuchten Klone banden an das gleiche Peptidepitop (RPAP) in der VNTR-Region von MUC1. Die affinitätsgereiften Klone besitzen eine verringerte Aggregationsneigung und gleichzeitig eine deutlich verbesserte Langzeitstabilität verglichen mit IIB6 scFv. Mittels durchflusszytometrischer Analysen wurde eine spezifische Bindung an MUC1+ Tumorzelllinien nachgewiesen. Eine bioinformatische Analyse zeigte gehäufte Aminosäureaustausche im CDR2-Bereich von VL. Die in dieser Arbeit generierten affinitätsgereiften MUC1-spezifischen scFv-Fragmente zeigen ein großes Potential für die Diagnose und Behandlung von MUC1+ Adenokarzinomen. In weiteren Experimenten wurde die Steigerung der apparenten Affinität durch Multimerisierung der Antikörperfragmente und Ausnutzung des Aviditätseffekts untersucht.Therapeutic antibodies are gaining in importance in the treatment of different cancer diseases. One target molecule for an antibody-based therapy is Mucin 1 (MUC1). In many adenocarcinomas MUC1 is basolateral overexpressed and exhibits altered O-glycosylations. These aberrant glycosylations result in new epitopes based on the different glycosylations or the peptide backbone of MUC1. The human single chain Fv (scFv) antibody fragment IIB6 was isolated against tumor-associated MUC1 by phage display (Toleikis, 2004). This antibody fragment binds a peptide epitope within the extracellular VNTR-region of MUC1 with low affinity (KD = 2,3 x 10-7 M). High affinity binders against MUC1 were generated by an affinity maturation of IIB6 scFv. Random point-mutations were introduced into the IIB6 scFv gene by error-prone-PCR and subsequently antibody gene libraries were constructed. These libraries were screened for high affinity binders by different stringent panning strategies. For HT186-D11 a drastically increased affinity (KD = 5,7 x 10-10 M) to MUC1 was observed. All characterized clones bound to the same peptide-epitope (RPAP) in the VNTR-region of MUC1. The affinity matured clones showed a significant lower aggregation-tendency and a better long-term stability compared with IIB6. Binding to tumor-cell associated MUC1 was validated by flow cytometry experiments. Bioinformatical analysis of the amino acid sequence showed a cluster of amino acid substitutions within the CDR2 of VL. The affinity matured MUC1-specific antibody fragments show a high potential for diagnostic and antibody-based therapies for the treatment of MUC1+ adenocarcinomas. In further experiments gaining apparent affinities by antibody-multimerization utilizing the avidity effect were investigated

HOAX: A Hyperparameter Optimization Algorithm Explorer for Neural Networks

Computational chemistry has become an important tool to predict and understand molecular properties and reactions. Even though recent years have seen a significant growth in new algorithms and computational methods that speed up quantum chemical calculations, the bottleneck for trajectory-based methods to study photoinduced processes is still the huge number of electronic structure calculations. In this work, we present an innovative solution, in which the amount of electronic structure calculations is drastically reduced, by employing machine learning algorithms and methods borrowed from the realm of artificial intelligence. However, applying these algorithms effectively requires finding optimal hyperparameters, which remains a challenge itself. Here we present an automated user-friendly framework, HOAX, to perform the hyperparameter optimization for neural networks, which bypasses the need for a lengthy manual process. The neural network generated potential energy surfaces (PESs) reduces the computational costs compared to the ab initio-based PESs. We perform a comparative investigation on the performance of different hyperparameter optimiziation algorithms, namely grid search, simulated annealing, genetic algorithm, and bayesian optimizer in finding the optimal hyperparameters necessary for constructing the well-performing neural network in order to fit the PESs of small organic molecules. Our results show that this automated toolkit not only facilitate a straightforward way to perform the hyperparameter optimization but also the resulting neural networks-based generated PESs are in reasonable agreement with the ab initio-based PESs.Comment: 18 page

Towards an objective measure of presence: examining startle reflexes in a commercial virtual reality game

A large body of literature is concerned with models of presence-the sensory illusion of being part of a virtual scene-but there is still no general agreement on how to measure it objectively and reliably. For the presented study, we applied contemporary theory to measure presence in virtual reality. Thirty-seven participants explored an existing commercial game in order to complete a collection task. Two startle events were naturally embedded in the game progression to evoke physical reactions and head tracking data was collected in response to these events. Subjective presence was recorded using a post-study questionnaire and real-time assessments. Our novel implementation of behavioral measures lead to insights which could inform future presence research: We propose a measure in which startle reflexes are evoked through specific events in the virtual environment, and head tracking data is compared to the range and speed of baseline interactions