Störfall im Kraftwerk der Zelle : oxidativer Stress und Altern

Was passiert auf molekularer Ebene, wenn der Körper altert? Eine Antwort darauf lautet: Es häufen sich irreparable Schäden an Zellen, an Zellbestandteilen wie den Organellen, der DNA oder Eiweißen und anderen Molekülen. DassFehler passieren, ist unvermeidlich, denn jeder Stoffwechselvorgang birgt eine gewisse Störanfälligkeit in sich. Ein junger Organismus ist dank ausgefeilter Reparatursysteme in der Lage, Fehler zu korrigieren. Nimmt diese Fähigkeit mit dem Altern ab, so treten zwei Arten von Problemen mit besonders weitreichenden Folgen auf: Fehler bei der Replikation (dem Kopieren) der DNA und molekulare Schäden, die freie Radikale anrichten. So können Defekte der DNA einerseits die Entstehung von Tumoren verursachen, andererseits aber auch Alterungsprozesse beschleunigen

Cell-Specific Aptamers as Emerging Therapeutics

Aptamers are short nucleic acids that bind to defined targets with high affinity and specificity. The first aptamers have been selected about two decades ago by an in vitro process named SELEX (systematic evolution of ligands by exponential enrichment). Since then, numerous aptamers with specificities for a variety of targets from small molecules to proteins or even whole cells have been selected. Their applications range from biosensing and diagnostics to therapy and target-oriented drug delivery. More recently, selections using complex targets such as live cells have become feasible. This paper summarizes progress in cell-SELEX techniques and highlights recent developments, particularly in the field of medically relevant aptamers with a focus on therapeutic and drug-delivery applications

Quantifying the combustion behavior of polymers by the combustion efficiency with regard to the weighting of fire loads

For assessing fi re loads in industrial buildings it is essential to quantify the burning behavior of materials as accurate as adequate. There for the combustion effi ciency is used. To determine the combustion effi ciency required energies and energy rates can be measured via Cone Calorimeter. Exemplifi ed by two polymers, polyethylene and polymethylmethacrylate, these parameters are determined and analyzed with regard to the calculation of the combustion effi ciency

"Frieden nur gewaltfrei!" Ein Zwischenruf!

Ausgehend von eigenen Erfahrungen als Kriegsdienstverweigerer in den 1970er-Jahren, informiert der Autor in diesem Beitrag über völkerrechtliche Grundlagen von Krieg und Frieden. Dies wird perspektivisch im Kontext radikaler Gewaltfreiheit und damit verbundenen Konsequenzen auch für Pädagogik zugespitzt. (DIPF/Orig.)Based on my own experiences as a conscientious objector in the 1970s, I provide information about the foundations of war and peace in international law. This is then brought to the fore in the context of radical non-violence and the associated consequences for pedagogy. (DIPF/Orig.

Die Immunarchitektur kolorektaler Lungenmetastasen und deren Auswirkung auf das Überleben von Patienten

Pulmonale Metastasen treten bei 10 - 20 % der Patienten mit kolorektalem Karzinom auf und haben maßgeblichen Einfluss auf das Gesamtüberleben. Eine individuelle Prognoseabschätzung für den einzelnen Patienten fällt durch die Variabilität der Überlebenszeit innerhalb eines Stadiums der UICC TNM-Klassifikation schwer. Dieser Problematik kann mit Hilfe eines neuen Scoring-Systems unter Einbezug der Immunzellen im Tumor entgegengewirkt werden. In dieser Arbeit wurde das Immuninfiltrat kolorektaler Lungen- und Lebermetastasen miteinander verglichen und der Einfluss einzelner Immunzelltypen auf das Überleben von Patienten mit kolorektalen Lungenmetastasen untersucht. Zudem wurde die prognostische Relevanz ausgewählter klinischer Faktoren erforscht. Hierfür wurden immunhistochemische Färbungen gegen die CD4, CD8, CD45RO, CD20 und CD68 Antigene an Gewebeschnitten von kolorektalen Lungenmetastasen durchgeführt. Die Präparate wurden auf das Vorliegen der entsprechenden Zelltypen in den drei Bereichen Tumorzentrum, Tumorinfiltrationsrand und Lungenperipherie analysiert. Die positiv gefärbten Zellen der CD4, CD8 und CD45RO Färbung der Lungenmetastasen wurden in den drei Bereichen mit den entsprechenden Zellzahlen bei kolorektalen Lebermetastasen verglichen. Dabei konnte festgestellt werden, dass sich die Immuninfiltrate kolorektaler Lungen- und Lebermetastasen unterscheiden. Bei kolorektalen Lungenmetastasen konzentriert sich die Immunreaktion auf das Tumorzentrum und den Infiltrationsrand, wohingegen bei Lebermetastasen der Tumorinfiltrationsrand die größte Rolle spielt. Anschließend wurden mit Hilfe klinischer Daten Überlebenszeitanalysen und Kaplan-Meier-Graphen erstellt. Eine hohe Anzahl CD4+ T-Zellen im Tumorzentrum kolorektaler Lungenmetastasen war mit einem verlängerten Überleben assoziiert. Patienten, die mit einer neoadjuvanten Chemotherapie behandelt worden waren, zeigten keinen Überlebensvorteil im Vergleich zu Patienten ohne neoadjuvante Chemotherapie. Eine adjuvante Chemotherapie war in unserem Kollektiv sogar mit einer schlechteren Prognose verbunden. Obwohl ein negativer Lymphknotenstatus das Überleben der Patienten signifikant verlängerte, konnte kein Überlebensvorteil bei der Durchführung einer systematischen Lymphadenektomie festgestellt werden. Insgesamt bleibt festzuhalten, dass diese Studie als erstes gezielt das Immuninfiltrat kolorektaler Lungenmetastasen analysierte. Dabei konnten die CD4+ T-Zellen im Tumorzentrum als wichtigster Zelltyp für das Überleben der Patienten identifiziert werden. Außerdem wurden in dieser Studie erstmalig die Immuninfiltrate zweier Metastasen desselben Primärtumors miteinander verglichen. Dabei konnte ein signifikanter Unterschied bei der Dichte und Verteilung der untersuchten Zellen festgestellt werden

Methylation Status of Imprinted Genes and Repetitive Elements in Sperm DNA from Infertile Males

Stochastic, environmentally and/or genetically induced disturbances in the genome-wide epigenetic reprogramming processes during male germ-cell development may contribute to male infertility. To test this hypothesis, we have studied the methylation levels of 2 paternally (H19 and GTL2) and 5 maternally methylated (LIT1, MEST, NESPAS, PEG3, and SNRPN) imprinted genes, as well as of ALU and LINE1 repetitive elements in 141 sperm samples, which were used for assisted reproductive technologies (ART), including 106 couples with strictly male-factor or combined male and female infertility and 28 couples with strictly female-factor infertility. Aberrant methylation imprints showed a significant association with abnormal semen parameters, but did not seem to influence ART outcome. Repeat methylation also differed significantly between sperm samples from infertile and presumably fertile males. However, in contrast to imprinted genes, ALU methylation had a significant impact on pregnancy and live-birth rate in couples with male-factor or combined infertility. ALU methylation was significantly high-er in sperm samples leading to pregnancy and live-birth than in those that did not. Sperm samples leading to abortions showed significantly lower ALU methylation levels than those leading to the birth of a baby. Copyright (C) 2011 S. Karger AG, Base

8p23.1 duplication syndrome: narrowing of critical interval to 1.80 Mbp

BACKGROUND: A 3.68 Mbp duplication of 8p23.1 defines the 8p23.1 duplication syndrome. The main features of this syndrome are developmental delay and/or learning problems. RESULTS: Here we present a patient with a 1.80 Mbp duplication in 8p23.1 and characteristic signs and symptoms of the syndrome, including delay of motor and speech development and intellectual disability. DISCUSSION: The case indicates that genes within this interval, in particular dosage sensitive genes SOX7 and TNKS1, and possibly MIR124-1 and MIR598 as well suffice to cause the pathognomonic features of the 8p23.1 duplication syndrome

Sex recognition in brown skuas: do acoustic signals matter?

Bird vocalisations are often essential for sex recognition, especially in species that show little morphological sex dimorphism. Brown skuas (Catharacta antarctica lonnbergi), which exhibit uniform plumage across both sexes, emit three main calls: the long call, the alarm call and the contact call. We tested the potential for sex recognition in brown skua calls of 42 genetically sexed individuals by analysing 8-12 acoustic parameters in the temporal and frequency domains of each call type. For every call type, we failed to find sex differences in any of the acoustic parameters measured. Stepwise discriminant function analysis (DFA) revealed that sexes cannot be unambiguously classified, with increasing uncertainty of correct classification from contact calls to long calls to alarm calls. Consequently, acoustic signalling is probably not the key mechanism for sex recognition in brown skua

Orbital order, anisotropic spin couplings, and the spin-wave spectrum of the ferromagnetic Mott insulator YTiO3

Using a point-charge calculation of the electrostatic crystal field, we determine the non-degenerate orbital ground state of the ferromagnetic Mott insulator YTiO3, which is found to agree perfectly with experiment. Based on the orbital order, we obtain by perturbation theory an effective spin Hamiltonian that describes the magnetic superexchange between nearest-neighbor Ti ions. The superexchange Hamiltonian includes, in addition to the isotropic Heisenberg coupling, antisymmetric (Dzyaloshinskii-Moriya) and symmetric anisotropy terms, caused by the spin-orbit interaction on the Ti ions. We find ferromagnetic Heisenberg couplings for Ti-Ti bonds in the crystallographic ab planes, but antiferromagnetic ones for Ti-Ti bonds between planes, in contradiction with experiment (which gives ferromagnetic couplings for both). Difficulties in calculating realistic values for the isotropic couplings of YTiO3 have been already reported in the literature. We discuss possible origins for these discrepancies. However, the much smaller values we obtain for the symmetric and antisymmetric anisotropies may be expected to be reliable. We therefore combine the experimentally-deduced isotropic coupling with the calculated anisotropic ones to determine the magnetic order of the Ti ions, which is found to be in satisfactory agreement with experiment. Based on this magnetic order, we derive the spin-wave spectrum. We find an acoustic branch with a very small zone-center gap and three optical spin-wave modes with sizeable zone-center gaps. The acoustic branch reproduces the one reported in experiment, and the optical ones are in a satisfactory agreement with experiment, upon a proper folding of the magnetic Brillouin zone.Comment: 13 pages, 5 figures, submitted to Ann. Phys. Leipzi