Length control of the "Yersinia" injectisome

Many pathogenic bacteria harbor a type III secretion system to translocate effector proteins from the bacterium into the host cell cytosol. This one-step translocation requires a nanomachinery which was termed injectisome. It consists of a basal body, spanning the two bacterial membranes, and a needle-like structure, bridging the distance between the bacterium and the target cell. Control of the length of the type III secretion injectisome needle is crucial for a correct function. In Yersinia, the YscP protein is involved in needle length control: the number of YscP residues directly correlates with needle length. In this thesis, this correlation was shown to be dependent on the secondary structure of YscP. By substitution of individual residues, needle length could be altered without changing the number of residues in YscP. The molecular ruler model was proposed for length control of the Yersinia injectisome needle. There are, however, two possibilities for the molecular ruler model regarding the amount of YscP needed for regulation of the needle length of one injectisome. In the static model, only one molecule of YscP and in a more dynamic model, several proteins are required for length control of one needle. Here, it was demonstrated that partially diploid bacteria, expressing a short and a long YscP simultaneously assemble distinct sets of short and long needles. These results suggest that only one YscP molecule is required for length control of one needle. In Yersinia, the YscU protein (a member of the export machinery) was suggested to be involved in the substrate specificity switch. Here, YscU was demonstrated to play a role in substrate recognition but not in substrate switching. Taken together, a refined model for length control of the Yersinia injectisome needle is proposed in this thesis, confirming the role of YscP as a molecular ruler

Large Eddy Simulation of the flow around an idealized high-speed train

For the optimization of modern high-speed trains it is essential to fully understand the instantaneous and time-averaged flow around the train body. Recent numerical studies are mostly based on solutions of the Reynolds Averaged Navier Stokes (RANS) equations to investigate the development of the flow. For the study presented here however Large Eddy Simulation (LES) has been performed to obtain more details regarding the time-dependent aerodynamic loads and more reliable results in general. Since the front of a train is subjected to the largest forces1, the focus of this study was laid on the flow around the train's nose. Therefore a simplified model of a high-speed train has been developed for the first Simulations. Also geometrically more complex train models will be considered. A further simplification of the set-up was to investigate a low Reynolds number flow in order to lower the already quite high computational costs that the application of the LES technique usually implies. Typical Reynolds numbers for investigations of the flow around a modern high-speed train are of the order of 10-15 Mio, based on the free stream velocity and the standard train width (d=3m). This study was conducted with a Reynolds number of 280000, also based on the free stream velocity and, since the model is a scaled version of the original train, the scaled train width (d=3/25m). Simulations have been performed without and with a side-wind leading an angle of attack of 30° to examine cross-wind effects. For subgrid-scale modeling the Smagorinsky model2 in combination with van Driest damping were used. The simulations have been carried out with a second order central differencing method on an unstructured grid with more than 9 Mio (no side-wind, 0°) and 15 Mio (angle of attack: 30°) cells. In Figure 1(a) and (b) the instantaneous velocity field in streamwise diirection is displayed. It shows the turbulent nature of the flow around this bluff body, especially in the wake of the train's head and below the undercarriage. The time-averaged flow behaviour around the train's head can be seen in Figure 2(a) and (b) where the streamlines projected onto the z-plane without and with sidewind component at a 30° angle of attack are presented. In Figure 2(a) two almost symmetrical vortices can be observed in the wake of the train's head. This is characteristic for a bluff body flow. For the 30° angle of attack there is a shift in the two vortices in the wake, since the flow around the body is no longer symmetrical

Nervus Femoralis-Katheter in der postoperativen Analgesie nach komplexen Knieoperationen: Stimulationskatheter oder konventionell gelegter Katheter- was ist sinnvoller?

Die kontinuierliche Nervus femoralis-Blockade gewährleistet in der postoperativen Behandlung nach komplexen Knieeingriffen eine effektive Schmerztherapie und wird daher gern und häufig angewendet. Jedoch ist die Rate an Therapieversagern mit 10-40% relativ hoch. Eine mögliche ursächliche Erklärung für diese Fälle mit unbefriedigender Analgesie ist die Gegebenheit, dass die exakte Positionierung des Katheters in unmittelbarer Nervennähe während der Anlage nicht kontrolliert werden kann. Daher stellt die Entwicklung eines elektrisch stimulierbaren Katheters mit der Möglichkeit zur genauen Lokalisation in unmittelbarer Nähe zum Nerv während der Anlage eine viel versprechende Neuerung dar. Allerdings ist bisher kein Nachweis dafür erbracht worden, dass eine exaktere Katheterplatzierung mittels Stimulation durch eine verbesserte Nervenblocke zu einem verbesserten klinischen Ergebnis im Vergleich zur konventionellen Methode führt. In der vorliegenden Studie wird der Frage nachgegangen, ob durch Stimulationskatheter eine effizientere postoperative Analgesie sowie eine verbesserte funktionelle Rehabilitation als durch konventionelle Katheter erreicht werden kann.In der vorliegenden prospektiven, randomisierten und untersucherblinden Studie wurde nach Genehmigung durch die Ethikkommission und Patienteneinverständnis die konventionelle Technik der Katheterplatzierung mit der neuen Stimulationskathetertechnik verglichen. 81 Patienten erhielten für komplexe Knieeingriffe eine kontinuierliche Nervus femoralis-Blockade, 38 Patienten mittels Stimulationskatheter und 43 Patienten anhand eines konventionellen Katheters. Die Daten der postoperativen Schmerzbehandlung (Piritramidverbrauch) wurden über einen Zeitraum von 48 Stunden erhoben, in der Rehabilitation wurden die Patienten über 5 Tage untersucht (Kniebeweglichkeit sowie Schmerzintensität). Die zusätzlich zur Regionalanästhesie benötigten systemischen Analgetikamengen unterschieden sich weder in der unmittelbar postoperativen Phase, noch bei der längerfristigen Beobachtung über 48 Stunden zwischen der Stimulationskatheter- und der konventionellen Kathetergruppe signifikant (p = 0,110). Die folgenden Angaben beziehen sich auf den Median, in Klammern die Interquartilsabstände. Der Gesamt-Piritramidverbrauch nach 48 Stunden betrug in der Studiengruppe 49 (17 / 69) mg und in der Kontrollgruppe 56 (34 / 73) mg (p = 0,290). Auch in der von den Patienten empfundenen Schmerzintensität stellte sich an Tag 2 kein Unterschied (p = 0,152) zwischen den Stimulationskathetern (VAS 4 (4 / 5) bei Bewegung und VAS 2,5 (1 / 4) in Ruhe) und den konventionellen Kathetern (VAS 5 (3 / 7) bei Bewegung und VAS 1 (0 / 3) in Ruhe) heraus. In den funktionellen Rehabilitationsergebnissen waren beide Kathetertypen vergleichbar (p = 0,226). Die Beugefähigkeit im Kniegelenk nahm in der Studiengruppe von 40° (35° / 48,8°) am ersten postoperativen Tag auf 90° (85° / 90°) am fünften Tag zu und in der Kontrollgruppe von 40° (30° / 47,5°) auf 80° (70° / 90°). Auch die Streckfähigkeit verbesserte sich in beiden Gruppen (von 10° (5° / 10°) auf 0° (0° / 5°) in der Studiengruppe und von 10° (10° / 15°) auf 5° (0° / 5°) in der Kontrollgruppe).Es zeigte sich, dass bei oben genannter Indikation keine Verbesserung der postoperativen Schmerztherapie durch die neuen Stimulationskatheter erreicht werden konnte. Auch eine verbesserte funktionelle Rehabilitation oder höherer Patientenkomfort konnte nicht nachgewiesen werden. Es lassen sich mit dem heutigen Wissensstand keine eindeutigen Vorteile in der Effektivität der Stimulationskatheter bei der untersuchten Indikation nachweisen, so dass sich die höheren Kosten dieser Katheter nicht rentieren. Die Verwendung der Stimulationskatheter in der Routine kann derzeit nicht empfohlen werden. Da die stimulierbaren Katheter aber eine exaktere Platzierung in Nervennähe gewährleisten, sind weitere Untersuchungen notwendig, um eine objektive Aussage über den Nutzen der Stimulationskatheter für weitere Indikationen zu treffen

Untersuchung des Verhaltens von C57BL/6J-Mäusen in einem passiven Vermeidetest mit anschließender Analyse der Genexpression neuraler Zelladhäsionsmoleküle

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Untersuchungen zur Toxizität unterschiedlicher Nanomaterialien auf verschiedene Zelllinien, mesenchymale Stammzellen und 3D-Gewebestrukturen

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Maria Stoffella d´Alta Rupe

biografische Forschun

Editorial: Die Dokumentarische Methode in der kindheitspädagogischen Forschung

Das Editorial stellt die Kontur und die Beiträge des Themenhefts zu den dokumentarischen Methoden des Fallarchiv Kindheitspädagogische Forschung vor