25 Jahre Biosphärenreservat an der mittleren Elbe

Will man geologische Abläufe möglichst genau in ihrer zeitlichen Aufeinanderfolge bestimmen, bedient man sich schon seit vielen Jahren erfolgreich der Fossilien. Zu einer möglichst genauen Darstellung, Aufarbeitung oder Klärung gesellschaftlicher Entwicklungsprozesse in der Vergangenheit oder einzelner ihrer Phasen werden gern „Zeitzeugen“ herangezogen. Beides, Zeitzeugen wie Fossilien, haben manches gemeinsam. Zum einen haben sie meist ein hohes Alter und zum anderen sind sie nicht in jedem Falle geeignet, eindeutige Rückschlüsse zu gestatten. So lassen sie durchaus Interpretationsräume und phantasievolle Auslegungen zu. Soviel zur Einleitung einer Retrospektive über das Biosphärenreservat an der Elbe

Evidence-Based Annotation of Gene Function in Shewanella oneidensis MR-1 Using Genome-Wide Fitness Profiling across 121 Conditions

Most genes in bacteria are experimentally uncharacterized and cannot be annotated with a specific function. Given the great diversity of bacteria and the ease of genome sequencing, high-throughput approaches to identify gene function experimentally are needed. Here, we use pools of tagged transposon mutants in the metal-reducing bacterium Shewanella oneidensis MR-1 to probe the mutant fitness of 3,355 genes in 121 diverse conditions including different growth substrates, alternative electron acceptors, stresses, and motility. We find that 2,350 genes have a pattern of fitness that is significantly different from random and 1,230 of these genes (37% of our total assayed genes) have enough signal to show strong biological correlations. We find that genes in all functional categories have phenotypes, including hundreds of hypotheticals, and that potentially redundant genes (over 50% amino acid identity to another gene in the genome) are also likely to have distinct phenotypes. Using fitness patterns, we were able to propose specific molecular functions for 40 genes or operons that lacked specific annotations or had incomplete annotations. In one example, we demonstrate that the previously hypothetical gene SO_3749 encodes a functional acetylornithine deacetylase, thus filling a missing step in S. oneidensis metabolism. Additionally, we demonstrate that the orphan histidine kinase SO_2742 and orphan response regulator SO_2648 form a signal transduction pathway that activates expression of acetyl-CoA synthase and is required for S. oneidensis to grow on acetate as a carbon source. Lastly, we demonstrate that gene expression and mutant fitness are poorly correlated and that mutant fitness generates more confident predictions of gene function than does gene expression. The approach described here can be applied generally to create large-scale gene-phenotype maps for evidence-based annotation of gene function in prokaryotes

Taurine and ciliatine as nitrogen sources for bacteria

Der Abbau von Taurin als Stickstoffquelle wurde in Rhodopseudomonas palustris CGA009 untersucht. Es wurde bestätigt, dass der Organismus während der Assimilation des Taurin-Stickstoffs die stabile C-Sulfonat-Bindung unangetastet ließ und ein Organosulfonat, nämlich Sulfoacetat, bildete und ausschied. Die erste Reaktion dieses Abbauweges führt von Taurin zu Sulfoacetaldehyd und wird vermutlich von einer Taurin-Dehydrogenase, welche auf genetischer Ebene nachgewiesen werden konnte, katalysiert. Eine induzierbare, NAD+-abhängige Sulfoacetaldehyd-Dehydrogenase katalysiert den zweiten Schritt, bei dem Sulfoacetaldehyd zu Sulfoacetat umgesetzt wird. Diese Bildung von Sulfoacetat aus Taurin ist äußerst interessant, da bisher die pflanzliche Sulfoquinovose als einzige Quelle für Sulfoacetat angesehen wurde. Die Reaktion der Sulfoacetaldehyd-Dehydrogenase wurde daher näher charakterisiert und das Enzym teilweise gereinigt.Die Verbreitung der verschiedenen möglichen Wege zum Abbau von Taurin als Stickstoffquelle wurde durch Anreicherungskulturen untersucht, durch welche neun Reinkulturen gewonnen wurden. Die Bildung von Isethionat sowie von Sulfoacetaldehyd stellten mit je knapp der Hälfte die am häufigsten auftretenden Möglichkeiten dar, während der zuvor einzig bekannte Weg, nämlich die Ausscheidung von Sulfat, mit einer Häufigkeit von nur einem Neuntel wesentlich seltener war. Die Bildung von Sulfoacetat, wie in R. palustris vorkommend, konnte dagegen unter den verwendeten Bedingungen gar nicht gefunden werden.Ein durch Anreicherungskulturen isoliertes Bakterium, Acinetobacter sp. Stamm SW1, welches Sulfoacetaldehyd bildete und ausschied, wurde weitergehend untersucht, da dieser Abbauweg bislang noch nie beschrieben worden war. Die Reaktion von Taurin zu Sulfoacetaldehyd wurde vermutlich von einer Taurin-Dehydrogenase katalysiert, deren endogener Elektronenakzeptor allerdings noch nicht gefunden wurde. Die Identität des Produktes Sulfoacetaldehyd wurde durch drei verschiedene Methoden sichergestellt.Zur physiologischen Untersuchung von Acinetobacter sp. Stamm SW1 mittels Wachstumsversuchen war eine quantitative Sulfoacetaldehyd-Messung unerlässlich. Da bislang jedoch lediglich eine qualitative Methode existierte, musste während der Diplomarbeit eine weitere Methode etabliert werden, die auch die Quantifizierung von Sulfoacetaldehyd erlaubte. Hierbei handelte es sich um einen Enzym-Assay, bei dem das zu messende Sulfoacetaldehyd aus Acinetobacter sp. Stamm SW1 mithilfe des Enzyms Sulfoacetaldehyd-Dehydrogenase aus R. palustris CGA009 in Sulfoacetat umgewandelt wurde. Die damit gekoppelte Bildung von NADH konnte in einem kontinuierlichen Enzymtest gemessen und das Sulfoacetaldehyd erfolgreich quantifiziert werden.Ciliatin ist das Phosphonat-Analogon des Sulfonates Taurin. Die C-Sulfonat- und die C-Phosphonat-Bindung der beiden Substanzen besitzen ähnliche Eigenschaften hinsichtlich ihrer Stabilität. Es wurde in dieser Arbeit untersucht, ob sich während des Abbaus von Phosphonaten ähnliche Reaktionsmechanismen zu denjenigen beim Abbau von Sulfonaten finden. Hinsichtlich der Assimilation des Taurin-Stickstoffs wurden bereits mehrere Reaktionen untersucht, bei denen die stabile C-Sulfonat-Bindung nicht gespalten, sondern Ammonium auf anderem Wege gewonnen und ein Organosulfonat ausgeschieden wird. Im Gegensatz dazu waren für den Abbau von Ciliatin ausschließlich Abbauwege bekannt, die eine Spaltung der C-sulfonat-Bindung und anschließende Phosphat-Freisetzung beinhalteten. Analog zur Bildung von Sulfoacetat, Sulfoacetaldehyd oder Isethionat aus Taurin wurde überprüft, ob Ciliatin ebenfalls ohne Spaltung der C-Phosphonat-Bindung zu Phosphonoacetat, Phosphonoacetaldehyd oder Phosphonoethanol umgesetzt werden kann. Es wurden Anreicherungskulturen durchgeführt, und die daraus gewonnenen Reinkulturen wurden auf ihre Physiologie hin untersucht. Es wurde jedoch kein Organismus gefunden, der ein Phosphonat ausschied; die C-Phosphonat-Bindung wurde grundsätzlich gespalten. Somit zeigte sich, dass die Reaktionen zur Verwertung von Taurin und Ciliatin als jeweilige Stickstoffquelle recht unterschiedlich sind, wenngleich man aufgrund ihrer ähnlichen Strukturen und ähnlicher Eigenschaften der C-Phosphonat- bzw. C-Sulfonat-Bindung analoge Reaktionsmechanismen vermuten könnte

Erään toiminnanohjausjärjestelmän (ERP) ohjelmiston konfiguraationhallinnan parannusehdotukset

The objective of this thesis is to form improvement proposals to the Software Configuration Management (SCM) of an enterprise resource planning (ERP) system, with a focus on product builds and releases. The identified problems in new releases include delays in the product delivery time, and the constant occurrence of minor defects in each production delivery. The literature study covers software engineering basics and configuration management specifics to provide information about standards, key concepts, processes, models, methods, and best practices. The company specific business system is also presented. By documenting the existing SCM, by analyzing release problems in detail, and by interviewing developers, improvements are identified and presented.Tämän työn tavoitteena on laatia parannusehdotuksia erään toiminnanohjausjärjestelmän (Enterpnse Resource Planning, ERP) ohjelmiston konfiguraationhallintaan (Software Configuration Management). Työ keskittyy tuotteen julkaisuihin ja jakeluihin, joiden tunnistetut ongelmat ovat jakeluajan viivästyminen, sekä toistuvat pienet ongelmat jakeluiden yhteydessä. Kirjallisuusosa kattaa ongelmistotuotannon perusteita, sekä konfiguraatiohallinnan yksityiskohtia tarjoten tietoja standardeista, avainkäsitteistä, prosesseista, malleista, metodeista, sekä parhaista käytännöistä. Yrityksen oma laatujärjestelmä käydään myös läpi. Dokumentoimalla olemassa oleva konfiguraationhallinta, analysoimalla jakeluongelmat, ja haastattelemalla kehittäjiä, parannusehdotuksia tunnistetaan ja esitetään