OPUS 4 | Universitätspublikationen

In-medium vector meson masses in a chiral SU(3) model (2003)

Detlef Zschiesche Amruta Mishra Stefan Schramm Horst Stöcker Walter Greiner

A significant drop of the vector meson masses in nuclear matter is observed in a chiral SU(3) model due to the e ects of the baryon Dirac sea. This is taken into account through the summation of baryonic tadpole diagrams in the relativistic Hartree approximation. The appreciable decrease of the in-medium vector meson masses is due to the vacuum polarisation e ects from the nucleon sector and is not observed in the mean field approximation.

Excited hadronic matter in a chiral SU(3) L x SU(3) R model (2003)

Detlef Zschiesche

Gegenstand dieser Arbeit sind Eigenschaften angeregter hadronischer Materie sowie physikalische Systeme, in denen diese Materie auftritt bzw. produziert wird. Die Beschreibung der stark wechselwirkenden Materie erfolgt in einem hadronischen, chiral-symmetrischen SU(3)L x SU(3)R Modell, welches die Saturierungseigenschaften von Kernmaterie und die Eigenschaften von Atomkernen reproduziert. Die Untersuchung heißer und dichter unendlicher hadronischor Materie zeigt, dass das vom Modell vorhergesagte Phasendiagramm stark von den Kopplungen der Baryonenresonanzen abhängt. Für kalte hadronische Materie ergibt die Einbeziehung des Baryonendekupletts und die Freiheit in deren Vektorkopplungen eine sehr große Bandbreite an verschiedenen Zustandsgleichungen. Für heiße hadronische Materie mit verschwindendem baryochemischen Potential zeigt sich ebenfalls eine starke Abhängigkeit der Eigenschaften hadronischer Materie von der Ankopplung der baryonischen Resonanzen. Es werden drei verschiedene Parametrisierungen betrachtet. Das resultierende Phasenübergangsverhalten variiert von einem "Crossover" über einen schwachen, zu einem doppelten Phasenübergang erster Ordnung. Es zeigt sich jedoch, dass die beobachteten Eigenschaften von Neutronensternen die Unbestimmtheit bzgl. der Vektorkopplung dieser Freiheitsgrade und damit der Zustandsgleichung deutlich verringern. Das Raum-Zeit Verhalten relativistischer Schwerionenkollisionen bei SPS- und RHIC-Energien wird mittels einer hydrodynamischen Simulation unter Benutzung der chiralen Zustandsgleichungen untersucht. Dabei spiegelt sich das unterschiedliche Phasenübergangsverhalten deutlich im Ausfrierverhalten der hadronischen Materie wider. Die im chiralen Modell berechneten Teilchenzahlverhältnisse werden mit den aus Schwerionenkollisionen von AGS- bis RHIC-Energien erhaltenen experimentellen Daten verglichen. Dabei zeigt sich, dass die verschiedenen Parametersätze des chiralen Modells und die Rechnungen für ein nichtwechselwirkendes, ideales Hadronengas eine ähnlich gute Beschreibung der gemessenen Weite liefern. Die deduzierten Ausfrierwerte für die Temperatur sind sensitiv auf das Phasenübergangsverhalten und liegen unterhalb der jeweiligen kritischen Temperatur. Die vorhergesagten Ausfriermassen sind in allen Parametrisierungen sehr ähnlich mit Abweichungen bis zu 15% von den entsprechenden Vakuumwerten. Die Untersuchung der Eigenschaften von Vektormesonen in dichter Materie erfolgt in der Mittleren-Feld- und in der HartreeNäherung. Hierbei zeigt sich eine signifikante Reduzierung der Teilchenmassen durch Vakuumpolarisationseffekte.

Entwicklung einer Methode zur Untersuchung der zytotoxischen Aktivität von NK- und T-Zellen gegen Leukämieblasten mittels Vierfarb-Durchflusszytometrie (2003)

Stefanie-Yvonne Zimmermann

Zelluläre Zytotoxizität ist ein Phänomen, das für die Wirkung allogener Stammzelltransplantationen verantwortlich gemacht wird. Sie wird zudem genutzt im Rahmen zellulärer Immuntherapien mit Spenderlymphozyten, angereicherten, aktivierten und z.T. gentechnisch veränderten T- und NK-Zellen, Targeting der Antitumor-Immunantwort mit bispezifischen Antikörpern und der Vakzinierung mit dendritischen Zellen. Ihre Messung ist von großer Bedeutung bei der Weiterentwicklung und Validierung solcher Verfahren. In der Klinik für Kinderheilkunde und Jugendmedizin der Johann Wolfgang Goethe-Universität werden gegenwärtig mehrere solcher Verfahren entwickelt und eingesetzt. Eine Zytotoxizitätsmessung insbesondere gegen patienteneigene Leukämieblasten ist daher unerlässlich. Proben von Leukämieblasten aus peripherem Blut oder Knochenmark von Patienten sind heterogen und enthalten in der Regel restliche gesunde Zellen. Diese Zellen verzerren die Messung einer spezifischen Zytotoxizität gegen die Blasten, wenn sie nicht gezielt aus der Auswertung ausgeschlossen werden. Effektorzellen bestehen ebenfalls aus Subpopulationen, die in unterschiedlichem Ausmaß mit den Blasten interagieren. Um solche komplexen Proben adäquat analysieren zu können, sollte ein durchflusszytometrischer Assay unter Ausnutzung des Potenzials monoklonaler Antikörper zur differenziellen Markierung von Zellpopulationen entwickelt werden. Die Auswertung der Leukämietypisierungen von 47 Patienten und Austestung in Frage kommender Antikörper ergab, dass eine Wahl der Antikörper aufgrund des immunologischen Subtyps einer Leukämie nur mit Einschränkung möglich ist, so dass eine Vorabtestung der Antikörper erfolgen muss. Bei Einsatz der Markierung von Proben mit FITC- und PEkonjugierten Antikörper in einem konventionellen durchflusszytometrischen Assay, der die PI positiven Zielzellen an den Gesamtzielzellen als Korrelat der zytotoxischen Aktivität der Effektorzellen maß, traten Diskrepanzen in den Anteilen der Zellpopulationen einer Probe auf. Diese legten den Schluss nahe, dass tote Zellen durch vollständige Fragmentierung einer Messung entgehen. In einer neu konzipierten Assayvariante wurde daher das gegenteilige Konzept gewählt, die Messung des Überlebens der Zellen. Dies wurde ermöglicht durch die Einführung eines internen Standards, der eine durchflusszytometrische Konzentrationsmessung erlaubt. Mit diesem Verfahren wurde gezeigt, dass die Zunahme der mit PI erfassten toten Zellen nur gering mit der Abnahme lebender Zellen korreliert. Die Validierung anhand des Europium-Release-Assays ergab übereinstimmende Ergebnisse dieser zweiten Assayform mit diesem bei signifikantem (P ≤ 0,01, Wilcoxon-Rangtest) Unterschied der ersten Variante. Der im Rahmen dieser Doktorarbeit entwickelte Assay erlaubte zusätzlich die Beurteilung auch des Verhaltens der Effektorzellkonzentrationen. Es wurde gezeigt, dass diese sich bei vorhandener zytotoxischer Aktivität gegen die Zielzellen änderten im Sinne einer initialen Abnahme insbesondere in den geringen Effektor:Zielzell-Ratien und einer erneuten Zunahme bei längerer Kokulturdauer im Sinne einer Proliferationsinduktion durch den Zielzellstimulus. In einem letzten Schritt wurde eine modifizierte Zytometersteuerung und die Markierung CD4 und CD8 positiver T-Zellen in der gleichen Fluoreszenz unter Ausnutzung der unterschiedlichen Fluoreszenzintensitäten eingeführt. Dadurch wurde es möglich, bei vier Fluoreszenzbereichen simultan bis zu fünf verschiedene monoklonale Antikörper zuzüglich Propidiumjodid in einem einzigen Ansatz zu verwenden und so nicht nur lebende Ziel- und Effektorzellen zu differenzieren, sondern durch entsprechende Kombination der Antikörper auch Effektorzellsubpopulationen wie CD4+ und CD8+ T-Zellen in ihrem Verhalten zu beurteilen. Über die gleichzeitige Auswertung von Ziel- und Effektorzellen in verschiedenen Effektor:Zielzell-Ratien erlaubt dieser neue Assay differenzierte Aussagen über das Verhalten und die Reaktivität von Zellen in Kokultur bei einfacher Handhabung, minimaler Zellmanipulation im Verlauf des Assays durch Markierung erst nach Kokultur und hoher Flexibilität in der bearbeiteten Fragestellung.

Asthma und Allergien bei Kindern : Ursachen, Konsequenzen, Therapiestrategien (2003)

Stefan Zielen

Die Häufigkeitsrate atopischer Erkrankungen bei Kindern, wie Heuschnupfen, Asthma, Neurodermitis (atopische Dermatitis), nimmt weltweit zu. Die Gründe sind vielschichtig. Gesichert ist der Zusammenhang zwischen der erblichen Überempfindlichkeit gegenüber natürlichen Substanzen (Atopie) und vermehrter Allergen- und Passivrauch-Exposition sowie Zunahme der Ein-Kind-Familien, Veränderung der mikrobiologischen Besiedlung des Darmes und Infektexposition. Besonders gut untersucht wurden diese Zusammenhänge von Erika von Mutius in einer Studie, in der sie von 1991 bis 1992 die Häufigkeit von Asthma in München (5030 Kinder) und Leipzig/Bitterfeld (2623 Kinder) verglichen hat.

Ladungsfluktuationen in ultrarelativistischen Blei-Blei-Stößen bei 30, 40, 80 und 160 AGeV (2003)

Jacek Zaranek

Im Rahmen dieser Diplomarbeit sind Ladungsfluktuationen bei Kollisionen von Blei-Kernen bei den Energien 30, 60, 80 und 160 GeV untersucht worden. Das Interesse an den Ladungsfluktuationen beruht darauf, dass sie einen Hinweis auf die Bildung des Quark-Gluon-Plasmas liefern könnten. Im ersten Teil der Arbeit werden mit Hilfe von einfachen Modellen zwei Variablen untersucht, D-tilde und DeltaPhiq, um die optimale Observable zur Messung der Ladungsfluktuationen zu finden. Im zweiten Teil werden experimentelle Resultate präsentiert, die aus den Daten des CERN-SPS-Experimentes NA49 gewonen wurden. Die gemessenen Ladungsfluktuationen entsprechen denen, die von einem Pionen-Gas erwartet werden, wenn die Pionen nur aufgrund der Ladungserhaltung korreliert sind. Es wird jedoch gezeigt, dass diese Resultate nicht der Annahme widersprechen, dass das Quark-Gluon-Plasma bei SPS-Energien gebildet wird.

Etablierung von DNA-Mikroarray-Analysen für halophile Archaea und ihre Anwendung zur Analyse von Stoffwechsel und Zellzyklus (2003)

Alexander Zaigler

Die halophilen Archaea Haloferax volcanii und Halobacterium salinarum haben sich aufgrund ihrer metabolischen Vielseitigkeit und der Verfügbarkeit vieler molekulargenetischer und biochemischer Techniken zu archaealen Modellorganismen für die Untersuchung zellulärer Prozesse entwickelt. In den vergangenen Jahren wurden eine Vielzahl prokaryaler Genome sequenziert, es zeigte sich jedoch, dass ca. 30% aller Gene keine Funktion zugeordnet werden kann. Die funktionelle Genomforschung zielt darauf, durch parallele genomweite Untersuchung der Genexpression die Funktion der Transkripte bzw. der Proteine aufzuklären. In der vorliegenden Arbeit wurden für beide halophilen Archaea genomweite Genexpressionsanalysen unter Verwendung der DNA-Mikroarray- Technologie etabliert. Aufgrund der derzeit nicht vorhandenen Genomsequenz wurde für die Untersuchung der Genexpression von H. volcanii der erste und bisher einzig beschriebene genomweite shotgun-DNA-Mikroarray konstruiert. Dazu wurde zunächst eine Genombibliothek mit einer durchschnittlichen Fragmentgröße von 1,5 kb hergestellt. Die Genombibliothek wurde anschließend in eine PCR-Produkt-Bibliothek umgewandelt, die dazu genutzt wurde, in einem hochdichten Raster zwei DNA-Mikroarrays herzustellen, einen 960-Sonden DNA-Mikroarray zur Etablierung und Optimierung der Methode und einen 2880-Sonden DNA-Mikroarray, der einer einfachen Genomabdeckung entspricht. Für den Vergleich der Genexpression nach einer Änderung der Kohlenstoffquelle wurden Zellen von H. volcanii einem Wechsel von Wachstum mit Aminosäuren zu Wachstum mit Glukose als alleiniger Kohlenstoff-Quelle unterzogen. Die Transkriptomänderungen vom Wechsel der Kohlenstoff-Quelle bis zum erneuten Beginn des exponentiellen Wachstums wurden zu fünf Zeitpunkten mit dem 2880-Sonden DNA-Mikroarray analysiert. Es wurden fünf verschiedene Klassen kinetisch gleichregulierter Gene gefunden, die entweder induziert, reprimiert oder transient induziert waren. Insgesamt wurden ca. 10% aller Gene zu mindestens einem Zeitpunkt mehr als 2,5 fach reguliert. Für Gene aller fünf Klassen wurden die Ergebnisse durch Northern-Analysen verifiziert. Die Identität der regulierten Gene wurde durch Sequenzierung der PCR-Produkte von beiden Enden ermittelt. Es wurde ein breites Spektrum an Genen identifiziert, deren Genprodukte für unterschiedliche funktionelle Kategorien wie Stoffwechselenzyme, ABC-Transporter, regulatorische Proteine und hypothetische Proteine usw. kodieren. Viele gleichregulierte Gene kodieren für Proteine gemeinsamer Funktion. Erwartete wie auch unerwartete Ergebnisse erlaubten Vorhersagen über den zentralen Metabolismus, die Transportkapazität und der zellulären Organisation bei Wachstum von H. volcanii auf Aminosäuren bzw. Glukose. Die Mikroarray-Analysen stehen im Einklang mit der Wachstumsrate und dem Ribosomengehalt von H. volcanii bei Wachstum auf den alternativen Kohlenstoffquellen. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass ein shotgun-DNA-Mikroarray mit einfacher Genomabdeckung die Charakterisierung der Regulation metabolischer Prozesse sowie die funktionelle Charakterisierung von Proteinen bzw. Proteinkomplexen erlaubt. Für Halobacterium salinarum, dessen Genomsequenz bekannt ist, wurde ein genomweiter genspezifischer DNA-Mikroarray konstruiert. Hierzu wurde jeder ORF des Genoms unter Verwendung von ORF-spezifischen Oligonukleotiden mittels PCR amplifiziert. Zur Etablierung dieses Systems wurden zunächst mit einem 200-Sonden DNA-Mikroarray exemplarisch Genexpressionsanalysen für zwei verschiedene Wachstumsbedingungen durchgeführt. Bei anaeroben Wachstum von H. salinarum durch fermentativen Argininabbau wurden im Vergleich zu aeroben Wachstum die für die Argininfermentation essentiellen Gene induziert. Dagegen wurden charakteristische Gene des aeroben Stoffwechsels reprimiert. Zur Untersuchung des Zellzyklusses von H. salinarum wurde der genomweite genspezifische DNAMikroarray verwendet. Um erstmals genomweit die zellzyklusspezifische Genexpression eines Archaeons zu analysieren, wurden Zellen von H. salinarum durch eine reversible Zellzyklusblockade mit Aphidicolin, einem DNA-Polymerase Inhibitor, synchronisiert. Vorläufige Transkriptomstudien mit einer synchron wachsenden H. salinarum-Kultur deuten an, dass die Transkription der Mehrzahl der Gene im Verlauf des Zellzyklusses nicht reguliert wird. Die Untersuchungen dieser Arbeit bilden die Grundlage für genomweite funktionelle Charakterisierungen haloarchaealer Genexpression und Regulationsprozesse.

Maria und die Geburt Jesu im mystischen Korankommentar (2003)

Hüseyin Yaşar

In den mystischen Kommentarschulen, die einen wichtigen Teil der Korankommentarliteratur hervorgebracht haben, stützt man sich bei der Erstellung von Kommentaren außer auf bestimmte exegetische Regeln und Methoden auch auf die Intuition. Neben dem Wissen, das man durch die normale intellektuelle Arbeit erwirbt, gibt es nach dem Islam ein Wissen, das von Gott unmittelbar vermittelt wird und das man Ledünni Bilgi, d.h. unmittelbares intuitives Wissen nennt. Diese Art von Wissen, das man in allen Religionen der Welt findet, erwirbt man durch strenge Askese und intensive Gottesverehrung: Dies ist das mystische Wissen. Jede Religion und Philosophie hat ihre eigenen Auffassungs-, Interpretations- und Ausdrucksweisen. Das gilt auch für die Religion des Islam. Jedoch ist islamische Mystik nicht nur Wissen in Gedanke und Wort, sondern zugleich auch ein Wissen vom Handeln. [Die mystischen Korankommentare müssen, da sie das Ergebnis eines ekstatischen Zustandes sind, unabhängig von der empfangenden Person, nicht unbedingt akzeptiert werden, besonders dann nicht, wenn sie nicht mit dem Koran, der islamischen Tradition, Verstand und Logik übereinstimmen.] ...

Identification and characterization of apoptosis-associated genes in hematopoietic cells using gene trapping and microarray technologies (2003)

Ji Yeon Yang

A gene trap strategy was used to identify genes induced in hematopoietic cells undergoing apoptosis by growth factor withdrawal. IL-3 dependent survival of hematopoietic cells relies on a delicate balance between proliferation and apoptosis that is controlled by the availability of cytokines (Thompson, 1995; Iijima et al., 2002). From our previous results of gene trap assay, we postulated that transcriptionally activated antagonistic genes against apoptosis might actually block or delay cell death (Wempe et al., 2001) causing cells to have carcinogenic behavior. The analysis attempted to better understand the outcome of a death program following IL-3 deprivation and to identify those survival genes whose expression is affected by time dependent manner. As described in the chapter 4, there would be two major conclusions evident from the three separate experiments (Genetrap, Atlas cDNA array and Affymetrix chips): Firstly 56% of trapped genes, that are up-regulated by IL-3 withdrawal (28 of 50), are directly related to cell death or survival. Secondly, unlike most array technologies, gene trapping only selects for the transiently induced genes that is independent of pre-existing steady state mRNA levels. In regarding correlations of the genes with potential carcinogenesis, the pre-existing mRNA makes difficult to describe the unique characteristics of deregulated tumor tissue genes. For a joint project with Schering (Schering AG, Berlin), the genes of our GTSTs were examined. The first screen with custom array was used to look for whether the survival genes of our GTSTs are involved in various cancer cell lines, whilst the second screen with Matched Tumor/Normal Array was used to characterize if the selected seven genes (ERK3, Plekha2, KIAA1140, PI4P5Ka/g, KIAA0740, KIAA1036 and PEST domains) are transformation-related genes or not in different tumor tissues. Twenty-six genes were identified as either induced or repressed in one or more cell lines. Genetic information is expressed in complex and ever changing patterns throughout a life span of cells. A description of these patterns and how they relate to the tissue specific cancer is crucial for our understanding of the network of genetic interactions that underlie the processes of normal development, disease and evolution. The development of cancer and its progression is clearly a multiplex phenotype, as a function of time, involving dozens of primary genes and hundreds of secondary modifier genes. There would be a major conclusion evident from the three separate experiments (Genetrap, Affymetrix mouse chip and Matched Tumor/Normal Array): ERK3 could play a significant role in breast, stomach and uterus carcinogenesis with tissue specific regulations. It is clear that ERK3 is obvious putative survival gene in these tumor tissues. Especially, in breast tumors, seven times up-regulation was considerable and the activation of ERK3 could be a feature of breast tumors. My results imply that the unique deregulation of ERK3 is perhaps the major consequence of possible transformation of normal cells into malignant cancer cells, even though further analysis remains to be determined whether an alterated activity of associated survival genes is primarily responsible for a carcinogenesis. However unlike all the other known MAP Kinases, no stimuli and no nuclear substrates of ERK3 is reported. Therefore, it will be necessary first to determine the spectrum of substrates and to identify the proximal effectors for the ERK3 in breast carcinoma cells.

Hier ist woanders : das baltische Welterlebnis der Keyserlings (2003)

Ralph-Rainer Wuthenow Michael Schwidtal

Wer heute ins Baltikum reist, gelangt in eine europäische Kulturregion, die jugendlich wirkt und ihrer Traditionen sich wieder besinnt, anders als Mitteleuropa, das die seinigen nicht mehr sehr hoch zu schätzen bereit ist. Die Menschen dieser Länder ziehen Kraft aus dem Bewusstsein ihrer so lange unterdrückten Eigenart.

[Rezension von:] Karin H. Grimme (Hg.): Aus Widersprüchen zusammengesetzt (2003)

Barbara Wolbring

Rezension zu: Karin H. Grimme (Hg.): Aus Widersprüchen zusammengesetzt. Das Tagebuch der Gertrud Bleichröder aus dem Jahr 1888, Köln: DuMont 2002, 189 S., zahlr. Abb., ISBN 978-3-8321-7819-2, EUR 14,90 Empfohlene Zitierweise: Barbara Wolbring: Rezension von: Karin H. Grimme (Hg.): Aus Widersprüchen zusammengesetzt. Das Tagebuch der Gertrud Bleichröder aus dem Jahr 1888, Köln: DuMont 2002, in: sehepunkte 3 (2003), Nr. 12 [15.12.2003], URL: http://www.sehepunkte.de/2003/12/2808.html

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