Rate and cost of adaptation in the Drosophila Genome

Recent studies have consistently inferred high rates of adaptive molecular evolution between Drosophila species. At the same time, the Drosophila genome evolves under different rates of recombination, which results in partial genetic linkage between alleles at neighboring genomic loci. Here we analyze how linkage correlations affect adaptive evolution. We develop a new inference method for adaptation that takes into account the effect on an allele at a focal site caused by neighboring deleterious alleles (background selection) and by neighboring adaptive substitutions (hitchhiking). Using complete genome sequence data and fine-scale recombination maps, we infer a highly heterogeneous scenario of adaptation in Drosophila. In high-recombining regions, about 50% of all amino acid substitutions are adaptive, together with about 20% of all substitutions in proximal intergenic regions. In low-recombining regions, only a small fraction of the amino acid substitutions are adaptive, while hitchhiking accounts for the majority of these changes. Hitchhiking of deleterious alleles generates a substantial collateral cost of adaptation, leading to a fitness decline of about 30/2N per gene and per million years in the lowest-recombining regions. Our results show how recombination shapes rate and efficacy of the adaptive dynamics in eukaryotic genomes

The asexual genome of Drosophila

The rate of recombination affects the mode of molecular evolution. In high-recombining sequence, the targets of selection are individual genetic loci; under low recombination, selection collectively acts on large, genetically linked genomic segments. Selection under linkage can induce clonal interference, a specific mode of evolution by competition of genetic clades within a population. This mode is well known in asexually evolving microbes, but has not been traced systematically in an obligate sexual organism. Here we show that the Drosophila genome is partitioned into two modes of evolution: a local interference regime with limited effects of genetic linkage, and an interference condensate with clonal competition. We map these modes by differences in mutation frequency spectra, and we show that the transition between them occurs at a threshold recombination rate that is predictable from genomic summary statistics. We find the interference condensate in segments of low-recombining sequence that are located primarily in chromosomal regions flanking the centromeres and cover about 20% of the Drosophila genome. Condensate regions have characteristics of asexual evolution that impact gene function: the efficacy of selection and the speed of evolution are lower and the genetic load is higher than in regions of local interference. Our results suggest that multicellular eukaryotes can harbor heterogeneous modes and tempi of evolution within one genome. We argue that this variation generates selection on genome architecture

Adaptive Evolution in Linked Genomes

Adaptive evolution is governed by various forces: Mutations occur randomly in the genome and generate variability in the individuals’reproductive success; natural selection shifts this variability in the population towards individuals with high fitness; genetic drift introduces random fluctuations in the number of offspring of an individual and affects weakly selected or neutral mutations. On top of these, genetic linkage can be an important evolutionary force. Linkage generates interference interactions, by which simultaneously occurring mutations affect each other’s chance of fixation. Here, we develop a comprehensive model of adaptive evolution in linked genomes, which integrates interference interactions between multiple beneficial and deleterious mutations into a unified framework. By an approximate analytical solution, we predict the fixation rates of these mutations, as well as the probabilities of beneficial and deleterious alleles at fixed genomic sites. We find that interference interactions generate a regime of emergent neutrality: all genomic sites with selection coefficients smaller in magnitude than a characteristic threshold have nearly random fixed alleles, and both beneficial and deleterious mutations at these sites have nearly neutral fixation rates. We show that this dynamics limits not only the speed of adaptation, but also a population’s degree of adaptation in its current environment. We apply the model to different scenarios: stationary adaptation in a time-dependent environment, and approach to equilibrium in a fixed environment. In both cases, the analytical predictions are in good agreement with numerical simulations. Our results suggest that interference can severely compromise biological functions in an adapting population, which sets viability limits on adaptive evolution under linkage. We furthermore develop a likelihood-based inference method for genomic data, which explicitly takes into account genetic linkage. Tests with simulated datasets show that our method correctly predicts the amount of positive selection in linked sequence. In contrast, many existing tests falsely interpret traces from linkage as spurious positive selection. We apply our method to fruit fly genome data (Drosophila melanogaster), and find that a substantial fraction of sequence differences between two related fly species is in fact caused by linkage instead of natural selection

Interkulturelle Kompetenz in der Zusammenarbeit zwischen deutschen und französischen Geschäftspartnern

Kultur und interkulturelle Kompetenz, Deutsche und Franzosen, Klischees, Hintergründe kultureller Unterschiede, Erscheinungsformen im Leben in der Gesellschaft, Erscheinungsformen im Geschäftslebe

Der Einfluss interkultureller Unterschiede auf die Effizienz einer Kooperation zwischen KMU’s - eine empirische Studie zu Deutschen und Franzosen –

Nach zwei Weltkriegen und einer dazwischenliegenden tiefgreifenden Wirtschaftskrise, der viele Staaten durch einen verstärkten Protektionismus zu begegnen suchten, stieg nach der „Trümmerbeseitigung“ seit Beginn der 70er Jahren des vorigen Jahrhunderts die Intensität der wirtschaftlichen Beziehungen (zum Beispiel in Form von Außenhandel und/oder Auslands-investitionen) unter den Staaten/Ländern der Welt sprunghaft an. Das Zeitalter der Interna-tionalisierung - später entstand der zwar etwas irreführende, aber modisch klingende Begriff „Globalisierung“ - der Wirtschaft begann. Die international operierenden Unternehmen erkannten nun zunehmend, dass der Erfolg ihres Auslandsengagements zum Teil massiv gehemmt war durch die Tatsache, dass sie auf den ausländischen Märkten - gemeint sind hier nicht nur die Absatz-, sondern auch die Beschaff-ungs-, Kapital-, und Arbeitsmärkte - auf ihnen fremde Kulturen trafen. Sie erkannten, dass ein streng ethnozentrisches (=heimatlandorientiertes) Vorgehen zu Problemen führt, denn die Zei-ten der Kolonialisierung - auch dies war eine Art der Internationalisierung wirtschaftlicher Abläufe -, in denen man Widerstände schlicht mit Waffengewalt erstickte, waren vorbei. Dies führte dazu, dass neben anderen Wissenschaftsgebieten, die sich schon seit langer Zeit mit dem Thema der Unterschiede zwischen Kulturen beschäftigten (Historiker, Archäologen, Sprachwissenschaftler, Anthropologen, etc.), seit circa 30 Jahren auch die Wirtschaftswis-senschaftler (im Verbund mit den Soziologen) sich mit dieser Thematik befassen. Aus der Wechselwirkung zwischen diesen Arbeiten und den stetig zunehmenden Erfahrungen der Praxis im internationalen Geschäft (zum Beispiel im Land der ungeahnten Möglichkeiten China) wuchs eine breite Erkenntnis, dass für den Erfolg eines international operierenden Unternehmens ein Erfolgsfaktor von dominanter Bedeutung ist, nämlich die interkulturelle Kompetenz, das heißt das Wissen um die Andersartigkeit einer anderen Kultur und das Sich-darauf-Einstellen. Die rasant steigende Zahl von Publikationen, Vorlesungs-/Fortbildungs- und Veranstaltungsangeboten sowie entsprechender Anforderungshinweise in Stellenan-geboten zu dieser Thematik mag als Zeugnis hierfür dienen

bleiglas: An R package for interpolation and visualisation of spatiotemporal data with 3D tessellation

Background Statement of need Core functionality Example: Burial rite distributions in Bronze Age Europ

Capacity reservation and wholesale price contracts under forecast sharing: a behavioral assessment

We study a supply chain setup in which a buyer has private end customer demand information that she can share with the supplier. The demand information is relevant to the supplier's capacity decision. We address the question of whether the supplier benefits from installing nonlinear capacity reservation contracts rather than wholesale price contracts. We contribute to the literature by providing the first internally valid comparison of both contracts with human decision makers. We setup an experimental study with four treatments (both contracts as well as different supplier margins). From a supplier's perspective, we observe that the capacity reservation contract significantly outperforms the wholesale price contract; however, the supplier's benefit from using capacity reservation is much higher under low margins than under high margins. Regarding supply chain performance, the positive effect for the supplier exceeds the negative effect for the buyer in the low margin setting, while the two effects neutralize each other in the high margin setting. We identify behavioral factors explaining deviations from the theoretical predictions. In particular, we observe naïve anchoring and trust as strong behavioral drivers common to both contract types. Even though the complexity of the nonlinear contract results in weaker performance than that predicted by theory, our study reveals that suppliers can still benefit from installing them; thus, providing important managerial implications for the choice of the contract type

Unternehmens-Brettplanspiele im Einsatz an der Hochschule - eine empirische Studie

Der Anstoß zu diesem Projekt kam beim Lesen eines Artikels in einem Wirtschaftsmagazin zum Einsatz des Brettspiels "Go" (abgewandelt 'Gobang') im Training des Managementnachwuchses in Japan und Südkorea. Dieses jahrtausendealte Spiel (siehe unten) wird in diesen Ländern zum Erlernen strategischen Denkens eingesetzt. Der Gedanke lag daher nahe, zu testen, ob dieses Lernziel auch in der qualifizierten Ausbildung in unserem Kulturkreis erreichbar ist. Leider ist aber die Zahl möglicher Spielkonstellationen ist bei Go zum Durchspielen aller Varianten immens groß – wesentlich grösser als beim Schachspiel (!) –, so daß nur einfache Spielvarianten über einen Rechner abbildbar sind. Bei der Suche nach weiteren Spielen kam ich auf den Begriff "Brettplanspiel". Es folgten (teils zufällig) diverse Gespräche, in denen immer wieder neue Informationen zum Thema gewonnen wurden, und es reifte die Idee, eine studentische Arbeitsgruppe zusammenzustellen, die angeleitet testen sollte, ob der Einsatz von Unternehmensspielen in Form haptischer Spiele (= Brettspiele) im Rahmen der Hochschulausbildung einen Nutzen bringen kann. Nach mehreren Gesprächen wurde das Projekt mit zwölf Probanden integriert in das Pflichtfach 'Case Studies' (8. Semester). Berücksichtigt wurden die Spiele 'Factory Global' , 'Coludo', 'Apples&Oranges' und 'Go' Im WS 2004/2005 wurden dann unter dem Titel "BPS" (für: Brettplanspiele) die Testrunden zu den ausgewählten Spielen an insgesamt fünf Tagen durchgeführt; die Detailorganisation wurde von den studentischen Teammitgliedern selbständig abgewickelt. Abschließend wurde von den Studierenden eine Präsentation der Ergebnisse vorgelegt (s. u.). Grundlage für diese Ergebnispräsentation war u. a. die Auswertung der von den Teilnehmern erarbeiteten Fragebögen, die von allen Spielern nach jeder Spielrunde ausgefüllt wurden. Die Spiele aus dieser ersten Testrunde (BPS 1) sind – sieht man von dem Exoten 'Go' (kein Unternehmensspiel) einmal ab – eher dem klassischen Genre zuzuordnen, in denen der unternehmerische Prozess eines Produktionsunternehmens als Ganzes abgebildet / simuliert und durchgespielt wird und in dem die Spieler das Zusammenwirken des güterwirtschaftlichen und des finanzwirtschaftlichen Teilprozesses bis schlußendlich zu dessen Abbildung im Periodenabschluss und dessen Interpretation 'begreifbar' erfahren. Neben branchenorientierten Varianten und firmenspezifischen Anpassungen (Siemens z.B. hat 'Apples&Oranges' der Firma Celemi auf das Wertesystem des Economic Value Added (EVA) angepaßt) entstanden in den letzten Jahren themenspezifische Unternehmens-Brettplanspiele, z.B. zu Themen wie Projektmanagement, Unternehmenslogistik etc.. Im SS 2005 wurde eine weitere Spiel- und Testrunde durchgeführt mit den Spielen 'Silke' (Untenehmenslogistik / SCM), 'PM erleben' (Projektmanagement) und 'Process Factory' (Prozess-Management). Auch die Erkenntnisse aus dieser BPS 2 – Runde (Fragebogen) wurden in einer Präsentation zusammengefaßt

DNA-protein nanocomposites: Microscale structures with molecular precision

DNA is unique in its programmability and addressability. The ability of complementary sequences of DNA to recognize and bind to each other makes it an almost universal tool for controlling the assembly of nanoscale objects over small distances. DNA origami [1] is a particularly powerful self-assembly approach, serving to create breadboards on which to assemble nanostructures, but is limited to length scales below 100 nm. Attempts to extend its spatial scale lead to structures that assemble with poor yields, and for which size and mechanical rigidity must be traded off against one another. Here, we present a new paradigm for producing large, micrometer-scale structures, whilst maintaining the precision and programmability offered by DNA. We show that poor yields are a result of having too many unique components in the self-assembling system [2], and that poor mechanical rigidity is an intrinsic limitation of DNA. We overcome these limitations by using RecA, a DNA-binding protein, to increase the stiffness of our DNA nanostructures. The composite RecA-DNA structure has a persistence length almost an order of magnitude greater than that of double-stranded DNA (dsDNA) alone. RecA also acts as a generic component in our self-assembly scheme, since it binds in a non-sequence specific way to dsDNA. In addition, once one RecA monomer binds to dsDNA, the binding probability for other monomers increases. This cooperative binding feature means that any region of dsDNA becomes completely and uniformly coated with protein with almost perfect yield. We can thus build large, rigid structures in this way. To maintain our ability to address the structure with molecular precision, we create small origami breadboards at specific locations within the larger structure. In this way, we minimize the number of unique components involved in the assembly process, and therefore the number of pathways by which an incorrect structure can form. Our approach enables us to create micrometer-scale structures with molecular precision [4]. Please click Additional Files below to see the full abstract