Surfactant Assemblies and their Various Possible Roles for the Origin(S) of Life

A large number of surfactants (surface active molecules) are chemically simple compounds that can be obtained by simple chemical reactions, in some cases even under presumably prebiotic conditions. Surfactant assemblies are self-organized polymolecular aggregates of surfactants, in the simplest case micelles, vesicles, hexagonal and cubic phases. It may be that these different types of surfactant assemblies have played various, so-far underestimated important roles in the processes that led to the formation of the first living systems. Although nucleic acids are key players in the formation of cells as we know them today (RNA world hypothesis), it is still unclear how RNA could have been formed under prebiotic conditions. Surfactants with their self-organizing properties may have assisted, controlled and compartimentalized some of the chemical reactions that eventually led to the formation of molecules like RNA. Therefore, surfactants were possibly very important in prebiotic times in the sense that they may have been involved in different physical and chemical processes that finally led to a transformation of non-living matter to the first cellular form(s) of life. This hypothesis is based on four main experimental observations: (i) Surfactant aggregation can lead to cell-like compartimentation (vesicles). (ii) Surfactant assemblies can provide local reaction conditions that are very different from the bulk medium, which may lead to a dramatic change in the rate of chemical reactions and to a change in reaction product distributions. (iii) The surface properties of surfactant assemblies that may be liquid- or solid-like, charged or neutral, and the elasticity and packing density of surfactant assemblies depend on the chemical structure of the surfactants, on the presence of other molecules, and on the overall environmental conditions (e. g. temperature). This wide range of surface characteristics of surfactant assemblies may allow a control of surface-bound chemical reactions not only by the charge or hydrophobicity of the surface but also by its "softness”. (iv) Chiral polymolecular assemblies (helices) may form from chiral surfactants. There are many examples that illustrate the different roles and potential roles of surfactant assemblies in different research areas outside of the field of the origin(s) of life, most importantly in investigations of contemporary living systems, in nanotechnology applications, and in the development of drug delivery systems. Concepts and ideas behind many of these applications may have relevance also in connection to the different unsolved problems in understanding the origin(s) of lif

Small Sample Properties of Maximum Likelihood Versus Generalized Method of Moments Based Tests for Spatially Autocorrelated Errors

This paper undertakes a Monte Carlo study to compare MLE-based and GMM-based tests regarding the spatial autocorrelation coefficient of the error term in a Cliff and Ord type model. The main finding is that a Wald-test based on GMM estimation as derived by Kelejian and Prucha (2005a) performs surprisingly well. Our Monte Carlo study indicates that the GMM Wald-test is correctly sized even in small samples and exhibits the same power as their MLE-based counterparts. Since GMM estimates are much easier to calculate, the GMM Wald-test is recommended for applied researches.spatial autocorrelation, hypothesis tests, Monte Carlo studies, maximum likelihood estimation, generalized method of moments

Spectrophotometric quantification of lactose in solution with a peroxidase-based enzymatic cascade reaction system

A spectrophotometric assay was developed for the quantification of lactose in aqueous solution via a one-pot enzymatic cascade reaction at 25°C and pH 7.2. Lactose (0.2-1.8mM), E. coli β-galactosidase (β-Gal), Aspergillus niger glucose oxidase (GOD), horseradish peroxidase (HRP) and o-phenylenediamine (OPD) were incubated, and the increase in absorbance at 417nm (A 417) due to the formation of DAP (2,3-diaminophenazine), the dimeric oxidation product of OPD, was followed. The increase in A 417 was found to depend linearly on the initial lactose concentration via three consecutive but simultaneously occurring enzymatic reaction steps catalyzed by β-Gal, GOD, and HRP. No pre-incubation of lactose with β-Gal is needed with this simple lactose assa

Digital Intelligence – Möglichkeiten und Umsetzung einer informatikgestützten Frühaufklärung: Digital Intelligence – opportunities and implementation of a data-driven foresight

Das Ziel der Digital Intelligence bzw. datengetriebenen Strategischen Frühaufklärung ist, die Zukunftsgestaltung auf Basis valider und fundierter digitaler Information mit vergleichsweise geringem Aufwand und enormer Zeit- und Kostenersparnis zu unterstützen. Hilfe bieten innovative Technologien der (halb)automatischen Sprach- und Datenverarbeitung wie z. B. das Information Retrieval, das (Temporal) Data, Text und Web Mining, die Informationsvisualisierung, konzeptuelle Strukturen sowie die Informetrie. Sie ermöglichen, Schlüsselthemen und latente Zusammenhänge aus einer nicht überschaubaren, verteilten und inhomogenen Datenmenge wie z. B. Patenten, wissenschaftlichen Publikationen, Pressedokumenten oder Webinhalten rechzeitig zu erkennen und schnell und zielgerichtet bereitzustellen. Die Digital Intelligence macht somit intuitiv erahnte Muster und Entwicklungen explizit und messbar. Die vorliegende Forschungsarbeit soll zum einen die Möglichkeiten der Informatik zur datengetriebenen Frühaufklärung aufzeigen und zum zweiten diese im pragmatischen Kontext umsetzen. Ihren Ausgangspunkt findet sie in der Einführung in die Disziplin der Strategischen Frühaufklärung und ihren datengetriebenen Zweig – die Digital Intelligence. Diskutiert und klassifiziert werden die theoretischen und insbesondere informatikbezogenen Grundlagen der Frühaufklärung – vor allem die Möglichkeiten der zeitorientierten Datenexploration. Konzipiert und entwickelt werden verschiedene Methoden und Software-Werkzeuge, die die zeitorientierte Exploration insbesondere unstrukturierter Textdaten (Temporal Text Mining) unterstützen. Dabei werden nur Verfahren in Betracht gezogen, die sich im Kontext einer großen Institution und den spezifischen Anforderungen der Strategischen Frühaufklärung pragmatisch nutzen lassen. Hervorzuheben sind eine Plattform zur kollektiven Suche sowie ein innovatives Verfahren zur Identifikation schwacher Signale. Vorgestellt und diskutiert wird eine Dienstleistung der Digital Intelligence, die auf dieser Basis in einem globalen technologieorientierten Konzern erfolgreich umgesetzt wurde und eine systematische Wettbewerbs-, Markt- und Technologie-Analyse auf Basis digitaler Spuren des Menschen ermöglicht.:Kurzzusammenfassung 2 Danksagung 3 Inhaltsverzeichnis 5 Tabellenverzeichnis 9 Abbildungsverzeichnis 10 A – EINLEITUNG 13 1 Hintergrund und Motivation 13 2 Beitrag und Aufbau der Arbeit 16 B – THEORIE 20 B0 – Digital Intelligence 20 3 Herleitung und Definition der Digital Intelligence 21 4 Abgrenzung zur Business Intelligence 23 5 Übersicht über unterschiedliche Textsorten 24 6 Informetrie: Bibliometrie, Szientometrie, Webometrie 29 7 Informationssysteme im Kontext der Digital Intelligence 31 B1 – Betriebswirtschaftliche Grundlagen der Digital Intelligence 36 8 Strategische Frühaufklärung 37 8.1 Facetten und historische Entwicklung 37 8.2 Methoden 41 8.3 Prozess 42 8.4 Bestimmung wiederkehrender Termini 44 8.5 Grundlagen der Innovations- und Diffusionsforschung 49 B2 – Informatik-Grundlagen der Digital Intelligence 57 9 Von Zeit, Daten, Text, Metadaten zu multidimensionalen zeitorientierten (Text)Daten 59 9.1 Zeit – eine Begriffsbestimmung 59 9.1.1 Zeitliche Grundelemente und Operatoren 59 9.1.2 Lineare, zyklische und verzweigte Entwicklungen 62 9.1.3 Zeitliche (Un)Bestimmtheit 62 9.1.4 Zeitliche Granularität 63 9.2 Text 63 9.2.1 Der Text und seine sprachlich-textuellen Ebenen 63 9.2.2 Von Signalen und Daten zu Information und Wissen 65 9.3 Daten 65 9.3.1 Herkunft 65 9.3.2 Datengröße 66 9.3.3 Datentyp und Wertebereich 66 9.3.4 Datenstruktur 67 9.3.5 Dimensionalität 68 9.4 Metadaten 69 9.5 Zusammenfassung und multidimensionale zeitorientierte Daten 70 10 Zeitorientierte Datenexplorationsmethoden 73 10.1 Zeitorientierte Datenbankabfragen und OLAP 76 10.2 Zeitorientiertes Information Retrieval 78 10.3 Data Mining und Temporal Data Mining 79 10.3.1 Repräsentationen zeitorientierter Daten 81 10.3.2 Aufgaben des Temporal Data Mining 86 10.4 Text Mining und Temporal Text Mining 91 10.4.1 Grundlagen des Text Mining 98 10.4.2 Entwickelte, genutzte und lizensierte Anwendungen des Text Mining 107 10.4.3 Formen des Temporal Text Mining 110 10.4.3.1 Entdeckung kausaler und zeitorientierter Regeln 110 10.4.3.2 Identifikation von Abweichungen und Volatilität 111 10.4.3.3 Identifikation und zeitorientierte Organisation von Themen 112 10.4.3.4 Zeitorientierte Analyse auf Basis konzeptueller Strukturen 116 10.4.3.5 Zeitorientierte Analyse von Frequenz, Vernetzung und Hierarchien 117 10.4.3.6 Halbautomatische Identifikation von Trends 121 10.4.3.7 Umgang mit dynamisch aktualisierten Daten 123 10.5 Web Mining und Temporal Web Mining 124 10.5.1 Web Content Mining 125 10.5.2 Web Structure Mining 126 10.5.3 Web Usage Mining 127 10.5.4 Temporal Web Mining 127 10.6 Informationsvisualisierung 128 10.6.1 Visualisierungstechniken 130 10.6.1.1 Visualisierungstechniken nach Datentypen 130 10.6.1.2 Visualisierungstechniken nach Darstellungsart 132 10.6.1.3 Visualisierungstechniken nach Art der Interaktion 137 10.6.1.4 Visualisierungstechniken nach Art der visuellen Aufgabe 139 10.6.1.5 Visualisierungstechniken nach Visualisierungsprozess 139 10.6.2 Zeitorientierte Visualisierungstechniken 140 10.6.2.1 Statische Repräsentationen 141 10.6.2.2 Dynamische Repräsentationen 145 10.6.2.3 Ereignisbasierte Repräsentationen 147 10.7 Zusammenfassung 152 11 Konzeptuelle Strukturen 154 12 Synopsis für die zeitorientierte Datenexploration 163 C – UMSETZUNG EINES DIGITAL-INTELLIGENCESYSTEMS 166 13 Bestimmung textbasierter Indikatoren 167 14 Anforderungen an ein Digital-Intelligence-System 171 15 Beschreibung der Umsetzung eines Digital-Intelligence-Systems 174 15.1 Konzept einer Dienstleistung der Digital Intelligence 175 15.1.1 Portalnutzung 177 15.1.2 Steckbriefe 178 15.1.3 Tiefenanalysen 180 15.1.4 Technologiescanning 185 15.2 Relevante Daten für die Digital Intelligence (Beispiel) 187 15.3 Frühaufklärungs-Plattform 188 15.4 WCTAnalyze und automatische Extraktion themenspezifischer Ereignisse 197 15.5 SemanticTalk 200 15.6 Halbautomatische Identifikation von Trends 204 15.6.1 Zeitreihenkorrelation 205 15.6.2 HD-SOM-Scanning 207 D – ZUSAMMENFASSUNG 217 Anhang A: Prozessbilder entwickelter Anwendungen des (Temporal) Text Mining 223 Anhang B: Synopsis der zeitorientierten Datenexploration 230 Literaturverzeichnis 231 Selbstständigkeitserklärung 285 Wissenschaftlicher Werdegang des Autors 286 Veröffentlichungen 28

Research on the Origin of Life: Membrane-Assisted Polycondensations of Amino Acids and Peptides

The question as to whether and to what extent the phospholipid membrane of liposomes can assist in the polymerization of amino acids and peptides has been investigated. It has been found that the membrane can select hydrophobic amino acids and peptides, thus operating as a selection tool in the polymerization reaction and thus permitting the formation of oligopeptides not possible in water – in the absence of liposomes – as a result of the too low solubility

Enzymatic reactions in confined environments

Within each biological cell, surface- and volume-confined enzymes control a highly complex network of chemical reactions. These reactions are efficient, timely, and spatially defined. Efforts to transfer such appealing features to in vitro systems have led to several successful examples of chemical reactions catalysed by isolated and immobilized enzymes. In most cases, these enzymes are either bound or adsorbed to an insoluble support, physically trapped in a macromolecular network, or encapsulated within compartments. Advanced applications of enzymatic cascade reactions with immobilized enzymes include enzymatic fuel cells and enzymatic nanoreactors, both for in vitro and possible in vivo applications. In this Review, we discuss some of the general principles of enzymatic reactions confined on surfaces, at interfaces, and inside small volumes. We also highlight the similarities and differences between the in vivo and in vitro cases and attempt to critically evaluate some of the necessary future steps to improve our fundamental understanding of these systems

Efectos de la portabilidad numérica en el mercado de la telefonía móvil: una aproximación cuantitativa

La portabilidad numérica (PN) consiste en la capacidad que tienen los usuarios de telefonía, ya sea móvil o fija, de cambiar de operador telefónico, sin cambiar de número telefónico. Esto incluye el cambio de espacio geográfico (portabilidad geográfica). Si bien esto se ha dado de manera inversa en Perú que en otros países, en los cuales se trabajó la portabilidad de telefonía fija primero y luego la móvil, el desarrollo de la portabilidad se incentivó a partir de la mejor participación del Organismo Supervisor de Inversión Privada en Telecomunicaciones - OSIPTEL como ente regulador, que vela por las mejores condiciones de mercado en beneficio de los usuarios. En el presente trabajo se busca establecer una relación entre la portabilidad numérica con los usuarios, a partir de dos focos: primero, analizar la evolución de la portabilidad a partir de los tres momentos de publicación de la norma (antes, durante y después de la publicación) y sus posteriores modificaciones, y luego analizar el posible efecto de la norma en el nivel de acceso, tarifas, migraciones y switching costs. Para ello aplicamos la metodología de análisis del switching costs, antes y después de la publicación de la norma. Nuestra hipótesis: La portabilidad numérica en el mercado móvil peruano podría relacionarse con una mejora en las condiciones de mercado. Ello se pudo corroborar tanto por el análisis de los switching costs como por la variación en el sistema tarifario