Physical extracurricular activities in educational child-robot interaction

In an exploratory study on educational child-robot interaction we investigate the effect of alternating a learning activity with an additional shared activity. Our aim is to enhance and enrich the relationship between child and robot by introducing "physical extracurricular activities". This enriched relationship might ultimately influence the way the child and robot interact with the learning material. We use qualitative measurement techniques to evaluate the effect of the additional activity on the child-robot relationship. We also explore how these metrics can be integrated in a highly exploratory cumulative score for the relationship between child and robot. This cumulative score suggests a difference in the overall child-robot relationship between children who engage in a physical extracurricular activity with the robot, and children who only engage in the learning activity with the robot.Comment: 5th International Symposium on New Frontiers in Human-Robot Interaction 2016 (arXiv:1602.05456

Konstruktion synthetischer sekundärer Chromosomen zur Charakterisierung von DNA-Reparatur und Segregation in Escherichia coli

Alle Funktionen einer jeden Zelle sind im Genom kodiert, dieses wird in jeder Zellteilung – egal ob ein oder mehrere Chromosomen – gleich auf die Tochterzellen verteilt. Die Integrität des Genoms ist für das Überleben eines jeden Organismus essentiell. Durch die Methoden der Synthetischen Biologie werden umfangreiche Veränderungen an Genomen durchgeführt bzw. ganze Chromosomen synthetisiert, wobei der Fokus meist auf den kodierenden Sequenzen liegt. Chromosomen sind aber mehr als eine Aneinanderreihung von Genen. Chromosomen benötigen Systeme zur Replikation, Segregation, Organisation und Reparatur, was häufig über Wechselwirkungen von Proteinen mit DNA-Sequenzmotiven geschieht. Die vorliegende Arbeit studiert solche, als Chromosome Maintenance System bezeichnete Prozesse anhand von synthetischen sekundären Chromosomen in E. coli. Können die resultierenden Ergebnisse zum Verständnis der DNA-Replikation in Bakterien beitragen? Das im Rahmen dieser Arbeit etablierte synthetische sekundäre Chromosom (synVicII) repliziert in E. coli wie das sekundäre Chromosom in V. cholerae, auf dem es basiert. Das Design wurde nach einer initialen Charakterisierung weiter optimiert. Ein entscheidender Schritt war die Herstellung einer Kompatibilität von synVicII mit dem hierarchischen DNA-Assemblierungssystem MoClo. Parallel wurde eine Vorgehensweise etabliert, um hochvariable, lange DNA-Sequenzen zu generieren, in denen benutzerdefinierte DNA-Sequenzen ausgeschlossen werden können. Die Insertion dieser DNA-Sequenzen in synVicII ermöglicht es, synthetische sekundäre Chromosomen mit einer Größe von 100 kb zu konstruieren. Dadurch konnte im Rahmen der vorliegenden Arbeit erstmals die Interaktion der DNA-Segregation und DNA mismatch Reparatur in vivo durch ein Set von drei synthetischen sekundären Chromosomen analysiert werden. Beide Prozesse sind auf das Vorhandensein hemi-methylierter GATC-Sequenzen angewiesen und die Arbeit zeigt, dass durch eine strukturierte GATC-Anordnung ein differenzielles Binden der beiden Proteine SeqA und MutH erreicht werden kann. Da die Funktionsweise von SeqA noch nicht vollständig verstanden ist, wurde außerdem das quantitative Verständnis von SeqA experimentell verbessert. Anhand der Daten wurde ein Modell der SeqA-Strukturen an den Replikationsgabeln generiert. Durch FRAP-Experimente konnte belegt werden, dass SeqA ein dynamisches Protein ist, welches zwischen zwei Bindeereignissen frei in der Zelle diffundiert. SeqA und Dam konkurrieren um die hemi-methylierten GATCs. Es konnte gezeigt werden, dass beide Proteine in einem konstanten Mengenverhältnis vorliegen. Dies könnte ein möglicher Aspekt zur Regulation der Re-methylierung der GATC-Sequenzen in E. coli sein. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit tragen dadurch signifikant zum Verständnis der DNA-Replikation in Bakterien bei

The Importance of Landscape and Population Diversity for Ecosystem Services Associated with Fishes

One of the most pervasive themes in ecology is that biological diversity stabilizes ecosystem processes and the services they provide to society; a concept that has become a common argument for biodiversity conservation. In particular, species-rich communities are thought to produce more temporally stable ecosystem services because of the complementary or independent dynamics among species that perform similar ecosystem functions. These arguments have focused on the effects of species diversity on ecosystem stability but have generally not considered the importance of biologically relevant diversity within individual species. Current rates of population extirpation are probably at least three orders of magnitude higher than species extinction rates so there is pressing need to clarify how population and life history diversity affect the performance of individual species in providing important ecosystem services. Furthermore, heterogeneity in habitat conditions buffers the effects of regional scale climate change on aquatic organisms because of complementary filtering of climate by different habitat types. Taken together, habitat heterogeneity and the associated diversity of populations that inhabit aquatic landscapes, enhance resilience in ecosystems and the human economies that rely on these ecosystems