Unterstützung von Periodizität in Informationssystemen

In vielen Anwendungsgebieten kommt zunehmend der Wunsch auf, temporale Aspekte systemseitig zu unterstützen. Ein solches Gebiet ist die Unterstützung von Geschäftsprozessen durch prozessorientierte Informationssysteme. Eine große Herausforderung bildet hier die adäquate Handhabung von Geschäftsprozessen, die aus regelmäßig (periodisch) wiederkehrenden elementaren Aktivitäten oder Abfolgen von Aktivitäten bestehen. Die systemseitige Unterstützung solcher periodischen Prozesse bzw. periodischen Spezifikationen (Periodizität) weist Anforderungen auf, die weit über die temporalen Fähigkeiten heutiger Informationssysteme hinausgehen. Gegenstand dieser Arbeit ist die Entwicklung eines ganzheitlichen Ansatzes zur integrierten Unterstützung von Periodizität in (prozessorientierten) Informationssystemen. Das zentrale Anliegen ist hierbei, Konzepte und Modelle zu entwickeln, die als Basistechnologien zur Unterstützung periodischer Zusammenhänge in unternehmensweiten (prozessorientierten) Informationssystemen (auch bei tausenden von Benutzern und aktiven Prozess-Instanzen), wesentlich sein werden. In dieser Arbeit wird mit dem zyklenorientierten Modell ein logisches (Meta-) Zeitmodell eingeführt, das eine ausdrucksstarke und anwenderorientierte Beschreibung von komplexen periodischen Spezifikationen ermöglicht. Neben einfachen (äquidistanten) periodischen Angaben können auch komplexe (nichtäquidistante) periodische Angaben beschrieben werden. Des Weiteren wird mit dem HSP-Baum eine kompakte und berechenbare Repräsentationsform des (theoretischen) zyklenorientierten Modells vorgestellt. Der HSP-Baum bildet mit seiner präzisen formalen Syntax und Semantik die Grundlage dafür, dass semantisch falsche, inkonsistente oder widersprüchliche Angaben erkannt und korrigiert werden können. Zur Steigerung der temporalen Fähigkeiten heutiger Informationssysteme ist eine operationale Unterstützung unumgänglich, die einen effizienten Umgang mit periodischen Spezifikationen ermöglicht. Mit der in dieser Arbeit entwickelten Bitletrepräsentation wird ein entsprechender Lösungsansatz vorgestellt. Die Bitletrepräsentation begegnet dem Hauptproblem bestehender Realisierungsverfahren, das zu einem starken Anstieg sowohl des operationalen Aufwands als auch des Repräsentationsumfangs führte. Darüber hinaus kann die Bitletrepräsentation als eine Form der (verlustfreien) Komprimierung von Wiederholungsmustern verstanden werden, was zu äußerst kompakten Repräsentationen periodischer Spezifikationen führen kann. Insgesamt erlauben die entwickelten Lösungen und Algorithmen eine durchgängige Unterstützung periodischer Zusammenhänge. Auf Basis prototypischer Realisierungen können wir ebenfalls zeigen, dass die Skalierbarkeit und Effizienz der Lösungen auch bei großem Datenvolumen gewährleistet wird

Unterstützung von Periodizität in Informationssystemen - Herausforderungen und Lösungsansätze

Die systemseitige Unterstützung von Periodizität bzw. periodischen Spezifikationen weist Anforderungen auf, die weit über die temporalen Fähigkeiten heutiger Informationssysteme hinausgehen. Im Allgemeinen charakterisieren periodische Spezifikationen Vorgänge, die aus regelmäßig wiederkehrenden Aktivitäten bestehen. Neben der Ausdrucksstärke ist die größte Herausforderung periodische Spezifikationen miteinander vergleichen zu können. Diese Vergleichbarkeit ist ein wichtiger Aspekt in einer Vielzahl von Anwendungen, etwa um vorausschauend sich eventuell ergebende potentielle Ressourcen- oder Terminkonflikte erkennen zu können. Erschwert wird dieses durch unterschiedliche (zeitliche) Granularitäten sowie Ausnahmen in entsprechenden Spezifikationen. Für den praktischen Einsatz ist es darüber hinaus unumgänglich, periodische Zusammenhänge auch im Kontext einer großen (umfangreichen) Menge periodischer Daten effizient verwalten und auswerten zu können. Der vorliegende Beitrag gibt einen Einblick in die Herausforderungen sowie einen Überblick zu in der aktuellen Literatur vorliegenden Lösungsansätzen einer systemseitigen Unterstützung von periodischen Spezifikationen

T-XPath: Ein zeitliches Modell für XML-Datenbanken

Bisherige XML-Datenbanken erlauben lediglich eine eingeschränkte Unterstützung von zeitlichen Daten und Anfragen. Das hier vorgestellte zeitliche Modell T-XPath erweitert das bisherige Datenmodell und die Anfragesprache XPath um eine flexible und effiziente Modellierung, Verwaltung und Abfragemöglichkeit von zeitlichen Informationen. Als Grundlage dienen abstrakte zeitliche Datentypen (ADT), die die gesamte zeitliche Entwicklungsgeschichte eines Wertes kapseln und zusätzlich auch unscharfe und ungenaue Zeitangaben berücksichtigen können. Die Anfragesprache von T-XPath ist voll abwärtskompatibel zu XPath und stellt für zeitliche Anfragen eine Reihe neuer Operationen und Funktionen zur Verfügung

Attomolar Detection of Botulinum Toxin Type A in Complex Biological Matrices

BACKGROUND: A highly sensitive, rapid and cost efficient method that can detect active botulinum neurotoxin (BoNT) in complex biological samples such as foods or serum is desired in order to 1) counter the potential bioterrorist threat 2) enhance food safety 3) enable future pharmacokinetic studies in medical applications that utilize BoNTs. METHODOLOGY/PRINCIPAL FINDINGS: Here we describe a botulinum neurotoxin serotype A assay with a large immuno-sorbent surface area (BoNT/A ALISSA) that captures a low number of toxin molecules and measures their intrinsic metalloprotease activity with a fluorogenic substrate. In direct comparison with the "gold standard" mouse bioassay, the ALISSA is four to five orders of magnitudes more sensitive and considerably faster. Our method reaches attomolar sensitivities in serum, milk, carrot juice, and in the diluent fluid used in the mouse assay. ALISSA has high specificity for the targeted type A toxin when tested against alternative proteases including other BoNT serotypes and trypsin, and it detects the holotoxin as well as the multi-protein complex form of BoNT/A. The assay was optimized for temperature, substrate concentration, size and volume proportions of the immuno-sorbent matrix, enrichment and reaction times. Finally, a kinetic model is presented that is consistent with the observed improvement in sensitivity. CONCLUSIONS/SIGNIFICANCE: The sensitivity, specificity, speed and simplicity of the BoNT ALISSA should make this method attractive for diagnostic, biodefense and pharmacological applications

Genotyping of fanconi anemia patients by whole exome sequencing: advantages and challenges

Fanconi anemia (FA) is a rare genomic instability syndrome. Disease-causing are biallelic mutations in any one of at least 15 genes encoding members of the FA/BRCA pathway of DNA-interstrand crosslink repair. Patients are diagnosed based upon phenotypical manifestationsand the diagnosis of FA is confirmed by the hypersensitivity of cells to DNA interstrand crosslinking agents. Customary molecular diagnostics has become increasingly cumbersome, time-consuming and expensive the more FA genes have been identified. We performed Whole Exome Sequencing (WES) in four FA patients in order to investigate the potential of this method for FA genotyping. In search of an optimal WES methodology we explored different enrichment and sequencing techniques. In each case we were able to identify the pathogenic mutations so that WES provided both, complementation group assignment and mutation detection in a single approach. The mutations included homozygous and heterozygous single base pair substitutions and a two-base-pair duplication in FANCJ, -D1, or - D2. Different WES strategies had no critical influence on the individual outcome. However, database errors and in particular pseudogenes impose obstacles that may prevent correct data perception and interpretation, and thus cause pitfalls. With these difficulties in mind, our results show that WES is a valuable tool for the molecular diagnosis of FA and a sufficiently safe technique, capable of engaging increasingly in competition with classical genetic approaches

Multi-ancestry genome-wide association study of 21,000 cases and 95,000 controls identifies new risk loci for atopic dermatitis

Genetic association studies have identified 21 loci associated with atopic dermatitis risk predominantly in populations of European ancestry. To identify further susceptibility loci for this common, complex skin disease, we performed a meta-analysis of >15 million genetic variants in 21,399 cases and 95,464 controls from populations of European, African, Japanese and Latino ancestry, followed by replication in 32,059 cases and 228,628 controls from 18 studies. We identified ten new risk loci, bringing the total number of known atopic dermatitis risk loci to 31 (with new secondary signals at four of these loci). Notably, the new loci include candidate genes with roles in the regulation of innate host defenses and T cell function, underscoring the important contribution of (auto)immune mechanisms to atopic dermatitis pathogenesis

Support of relationships among moving objects on networks

Efficient support of moving objects on networks is receiving increasing attention. An interesting issue is to analyze the interactions of objects within a network. In order to support queries related to the dynamic behaviour of two or more moving objects in conjunction, topological information must be maintained which relates the moving objects to the network as well as the moving objects among another. As typical application areas tend to generate large data volumes, an adequate storage representation and the resulting effort to evaluate such topological relationships are crucial in practice. To face that challenge, we propose a new representation model for moving objects, which enables a rather compact representation of both, information on the network and information on the moving objects on this network. This, in turn, allows to efficiently evaluate respective queries

Application of multiline two-photon microscopy to functional in vivo imaging

Kurtz R, Fricke M, Kalb J, Tinnefeld P, Sauer M. Application of multiline two-photon microscopy to functional in vivo imaging. Journal of Neuroscience Methods. 2006;151(2):276-286

Inhibition of USP28 overcomes Cisplatin-resistance of squamous tumors by suppression of the Fanconi anemia pathway

Squamous cell carcinomas (SCC) frequently have an exceptionally high mutational burden. As consequence, they rapidly develop resistance to platinum-based chemotherapy and overall survival is limited. Novel therapeutic strategies are therefore urgently required. SCC express ∆Np63, which regulates the Fanconi Anemia (FA) DNA-damage response in cancer cells, thereby contributing to chemotherapy-resistance. Here we report that the deubiquitylase USP28 is recruited to sites of DNA damage in cisplatin-treated cells. ATR phosphorylates USP28 and increases its enzymatic activity. This phosphorylation event is required to positively regulate the DNA damage repair in SCC by stabilizing ∆Np63. Knock-down or inhibition of USP28 by a specific inhibitor weakens the ability of SCC to cope with DNA damage during platin-based chemotherapy. Hence, our study presents a novel mechanism by which ∆Np63 expressing SCC can be targeted to overcome chemotherapy resistance. Limited treatment options and low response rates to chemotherapy are particularly common in patients with squamous cancer. The SCC specific transcription factor ∆Np63 enhances the expression of Fanconi Anemia genes, thereby contributing to recombinational DNA repair and Cisplatin resistance. Targeting the USP28-∆Np63 axis in SCC tones down this DNA damage response pathways, thereby sensitizing SCC cells to cisplatin treatment