Experimental Characterization of a New Piezoelectric Slit Valve and REMPI Spectroscopy of Cold, Chiral Indanol Molecules

There is a constant need for new and better methods to identify, characterize and separate different substances. Especially important are chiral molecules, since they play a crucial role in medical research and drug development. One recently developed method to identify enantiomeric excess is enantiomer specific microwave spectroscopy. To further optimize this technique we built a new re- action chamber containing a supersonic free jet source. In order to characterize the setup, we used resonance-enhanced multiphoton ionization spectroscopy of 1-indanol. The determined positions of the main transitions of three different 1-indanol conformers are in very good accordance with theoretical calculations, as well as with experimental data from the literature. Furthermore, valuable in- formation about 1-indanol has been gained, which will be useful in the future, because 1-indanol is a chiral molecule with a chromophore well suited for mi- crowave and ultraviolet spectroscopy experiments. The determined properties include the lifetime of the excited states of different 1-indanol conformers, which will indicate the obtainable resolution in high-resolution UV spectroscopy. In the experiments, the speed of the molecular beam, and thereby the ideal timings to conduct experiments for different carrier gases, were established. In addition, we characterized a newly designed slit valve based on a piezoelectric stack actuator, determining the optimal operation conditions, such as applied voltage, opening time, and backing pressure. Because of their unique beam shape, slit valves are highly interesting for spectroscopic applications. In an experiment, this beam shape can increase the number of molecules participating in the interaction and lower the angular velocity distribution, thereby leading to an improvement of the signal-to-noise ratio, and an improved spectral resolution

Untersuchungen zur Antikörperprävalenz von Influenza A und B bei Kindern und Jugendlichen in Deutschland mittels differenter Enzyme-linked Immunosorbent Assays

Die Influenza, insbesondere durch Viren des Typs A, gilt als eine der größten Bedrohungen der öffentlichen Gesundheit mit jährlich über einer Milliarde Infizierten weltweit. Ein besonders hohes Risiko für schwere Krankheitsverläufe besteht bei älteren Personen über 60 Jahren, Personen mit chronischen Erkrankungen sowie bei Kindern und Jugendlichen. Letztere weisen die höchsten Infektionsraten während Epidemien auf und gelten somit als Hauptüberträger der Influenza. Die Influenzaschutzimpfung stellt aktuell die wirksamste prophylaktische Maßnahme gegen die Influenza dar. Eine allgemeine Schutzimpfung für Kinder und Jugendliche wird in Deutschland nicht empfohlen. Ziel der Arbeit war die Ermittlung der Prävalenz Influenzavirus A (IVA)- und Influenzavirus B (IVB)-spezifischer, subtypenunabhängiger Immunglobulin G (IgG)-Antikörper bei Kindern und Jugendlichen im Alter von 0 bis 17 Jahren in Deutschland mittels kommerziell vertriebener Enzyme-linked Immunosorbent Assays (ELISA) der Firmen NovaTec, Euroimmun und IBL. Die Studiengruppe setzte sich aus 1.665 Serumroben von 8 Kinderkliniken und einem diagnostischem Zentrum zusammen. Als Kontroll- bzw. Vergleichsgruppe dienten 400 Blutspender aus Hannover und Münster im Alter von 18 bis 65 Jahren. Ausgangspunkt war die qualitative und semiquantitative Bestimmung virusspezifischer IgG-Antikörper. Dabei sollte aufgezeigt werden, inwieweit sich die Assays zur Seroprävalenzbestimmung eignen und wie stark die einzelnen Tests miteinander korrelieren. Darüber hinaus war die Seroprävalenz in Abhängigkeit von der Herkunft der Kinder bzw. Jugendlichen und deren Impfstatus zu ermitteln. Auch Vergleiche von Antikörperprävalenz und Antikörperkonzentration zwischen den Alters- und Geschlechtsgruppen der Studiengruppe sowie zwischen Studien- und Kontrollgruppe sollten vorgenommen werden. Im Ergebnis konnten für die einzelnen IVA-IgG-ELISAs Gesamtseroprävalenzen der Studien- und Kontrollgruppe ermittelt werden, die deutliche Unterschiede im Vergleich zeigten: Euroimmun 61,8%, NovaTec 70,3% und IBL 89,3%. Die IVB-IgG-ELISAs wiesen hinsichtlich der Gesamtseroprävalenz sogar noch deutlich größere Diskrepanzen auf: NovaTec 10,0%, IBL 42,5% und Euroimmun 56,9%. Diese Unterschiede bestanden ebenso bei den mittleren Antikörperkonzentrationen von Studien- und Kontrollgruppe: NovaTec 17,58 NTU/ml, Euroimmun 59,83 RE/ml und IBL 62,07 U/ml für IVA; NovaTec 4,73 NTU/ml, IBL 18,41 U/ml und Euroimmun 67,70 RE/ml für IVB. Für alle eingesetzten ELISAs waren die Seroprävalenzen bei Geimpften signifikant höher als bei Ungeimpften (p<0.05). Im Vergleich der einzelnen IVA- bzw. IVB-IgG-ELISAs untereinander mittels Kappa-Test ergaben sich nur geringe Korrelationen (kappa ≤ 0.4). Lediglich für die IVB-IgG-ELISAs von Euroimmun und IBL war eine gute Übereinstimmung festzustellen (kappa=0.716). Aufgrund von Analysen zur Sensitivität und Kreuzreaktivität sowie von Literaturvergleichen wurden zur Dokumentation der IVA-Seroprävalenz der ELISA von IBL und für die IVB-Seroprävalenz der ELISA von Euroimmun verwendet. Die Seroprävalenz der Influenza A betrug 87,6% innerhalb der Studiengruppe der Kinder und Jugendlichen und 96,3% bei der Erwachsenen-Kontrollgruppe. In der Studiengruppe stieg die Seroprävalenz signifikant mit dem Alter an. Kinder im Alter von 0-6 Jahren hatten eine signifikant niedrigere und Kinder im Alter von 13-14 Jahren eine signifikant höhere Seroprävalenz als die erwachsenen Kontrollen. Die mittlere Antikörperkonzentration lag in der Studiengruppe bei 59,95 U/ml, in der Kontrollgruppe bei 72,02 U/ml. Die Konzentration stieg signifikant bis zum Alter von 17 Jahren. Die mittlere Antikörperkonzentration war bei 0- bis 6-Jährigen signifikant niedriger und bei 11- bis 17-Jährigen signifikant höher als in der Kontrollgruppe. Die Seroprävalenz für Influenza B betrug 47% innerhalb der Studiengruppe und 98% bei den Kontrollprobanden. Sowohl in der Studien- als auch der Kontrollgruppe stieg die Seroprävalenz signifikant mit dem Alter. Die Seroprävalenz war bei Kindern und Jugendlichen aller Altersgruppen signifikant niedriger als in der Gesamtpopulation der erwachsenen Kontrollen. Es wurden auch deutliche regionale Differenzen bezüglich der IVB-Seroprävalenz festgestellt. Die mittlere Antikörperkonzentration lag in der Studiengruppe bei 54,67 RE/ml, in der Kontrollgruppe bei 119,31 RE/ml. Die Konzentration stieg signifikant bis zum Alter von 17 Jahren und war in der Studiengruppe signifikant niedriger als in der Kontrollgruppe (p<0.001). Schlussfolgernd lässt sich festhalten, dass der Einsatz von ELISAs für die Detektion subtypenunabhängiger IVA-/IVB-spezifischer IgG-Antikörper eine sensitive und kostengünstige Methode darstellt, die für große Seroprävalenzstudien geeignet ist. Allerdings zeigen kommerziell vertriebene IVA- und IVB-IgG-ELISAs große Differenzen hinsichtlich ihrer Sensitivität. Aus diesem Grunde sollten diese Teste vor ihrem Einsatz evaluiert werden. Die ermittelten Influenza-Seroprävalenzen ermöglichen Schlussfolgerungen für die Durchführung der Influenzaschutzimpfung im Kindesalter

„Halte Dich fern von den Kommunisten, die wollen nicht arbeiten!“ Kollektivierung der Landwirtschaft und bäuerlicher Eigen-Sinn am Beispiel Niederlausitzer Dörfer (1952 bis Mitte der sechziger Jahre)

Die von der SED-Führung unter Einfluß der sowjetischen Hegemonialmacht seit 1952 betriebene „sozialistische Umgestaltung der Landwirtschaft der DDR“ läßt sich nicht auf die formale „Kollektivierung“ reduzieren, auch wenn deren Wirkungsmächtigkeit bis in die heutigen Transformationsprozesse hinein nachzuweisen ist. Tempo, Ausmaß und Folgen des Übergangs zur genossenschaftlichen Produktion finden weder in der historischen Entwicklung bis 1945 noch im (etwa zeitgleich einsetzenden) agrarstrukturellen Wandel in der Bundesrepublik eine Entsprechung. Das Genossenschaftsmodell war zwar bestimmendes Merkmal (Ausnahme: Polen) der jeweiligen Agrarstruktur in den Diktaturen sowjetischen Typs, aber die agrarprogrammatischen Vorstellungen griffen weiter. Sie umfaßten nicht nur Veränderungen der Organisation der Produktion, der Eigentums- und Besitzverhältnisse sowie der Sozialstruktur. Vor dem Hintergrund der Durchsetzung und Sicherung herrschaftspolitischer Interessen der SED und des anhaltenden Modemisierungsdrucks in der Landwirtschaft der DDR zielten sie auf die Konstruktion einer neuen ländlichen Gesellschaft, die bereits mit der Bodenreform 1945 eingeleitet worden war. Die gesamte Arbeits- und Lebensweise der dörflichen Bevölkerung sollte in der Perspektive auf „sozialistische Art umgestaltet“ werden

Prevalence of antibodies against influenza A and B viruses in children in Germany, 2008 to 2010

The prevalence of influenza A and B virus-specific IgG was determined in sera taken between 2008 and 2010 from 1,665 children aged 0-17 years and 400 blood donors in Germany. ELISA on the basis of whole virus antigens was applied. Nearly all children aged nine years and older had antibodies against influenza A. In contrast, 40% of children aged 0-4 years did not have any influenza A virus-specific IgG antibodies. Eighty-six percent of 0-6 year-olds, 47% of 7-12 year-olds and 20% of 13-17 year-olds were serologically naive to influenza B viruses. By the age of 18 years, influenza B seroprevalence reached approximately 90%. There were obvious regional differences in the seroprevalence of influenza B in Germany. In conclusion, seroprevalences of influenza A and influenza B increase gradually during childhood. The majority of children older than eight years have basal immunity to influenza A, while comparable immunity against influenza B is only acquired at the age of 18 years. Children aged 0-6 years, showing an overall seroprevalence of 67% for influenza A and of 14% for influenza B, are especially at risk for primary infections during influenza B seasons

A Flexible Tool to Correct Superimposed Mass Isotopologue Distributions in GC-APCI-MS Flux Experiments

The investigation of metabolic fluxes and metabolite distributions within cells by means of tracer molecules is a valuable tool to unravel the complexity of biological systems. Technological advances in mass spectrometry (MS) technology such as atmospheric pressure chemical ionization (APCI) coupled with high resolution (HR), not only allows for highly sensitive analyses but also broadens the usefulness of tracer-based experiments, as interesting signals can be annotated de novo when not yet present in a compound library. However, several effects in the APCI ion source, i.e., fragmentation and rearrangement, lead to superimposed mass isotopologue distributions (MID) within the mass spectra, which need to be corrected during data evaluation as they will impair enrichment calculation otherwise. Here, we present and evaluate a novel software tool to automatically perform such corrections. We discuss the different effects, explain the implemented algorithm, and show its application on several experimental datasets. This adjustable tool is available as an R package from CRAN.SALSA (School of Analytical Sciences Adlershof, Albert-Einstein-Straße 5, 12489 Berlin, Germany)Peer Reviewe

Molecular symmetry breaking in the Frizzled-dependent planar polarity pathway

The core planar polarity pathway consists of six proteins that form asymmetric intercellular complexes that segregate to opposite cell ends in developing tissues and specify polarized cell structures or behaviors. Within these complexes, the atypical cadherin Flamingo localizes on both sides of intercellular junctions, where it interacts homophilically in trans via its cadherin repeats, whereas the transmembrane proteins Frizzled and Strabismus localize to the opposite sides of apposing junctions. However, the molecular mechanisms underlying the formation of such asymmetric complexes are poorly understood. Using a novel tissue culture system, we determine the minimum requirements for asymmetric complex assembly in the absence of confounding feedback mechanisms. We show that complexes are intrinsically asymmetric and that an interaction of Frizzled and Flamingo in one cell with Flamingo in the neighboring cell is the key symmetry-breaking step. In contrast, Strabismus is unable to promote homophilic Flamingo trans binding and is only recruited into complexes once Frizzled has entered on the opposite side. This interaction with Strabismus requires intact intracellular loops of the seven-pass transmembrane domain of Flamingo. Once recruited, Strabismus stabilizes the intercellular complexes together with the three cytoplasmic core proteins. We propose a model whereby Flamingo exists in a closed conformation and binding of Frizzled in one cell results in a conformational change that allows its cadherin repeats to interact with a Flamingo molecule in the neighboring cell. Flamingo in the adjacent cell then undergoes a further change in the seven-pass transmembrane region that promotes the recruitment of Strabismus

Sequencing the Architectural Design Process for Artificial Intelligence:A design-theory-based framework for machine learning approaches

Similar process models of the architectural design process of the early design stages have been formalised. However, recognition by machine learning (ML) based approaches fails due to the individuality and ^vagueness of the inherent method of sketching. Nevertheless, contemporary ML approaches have the potential to support the architectural design process through auto-completion-based suggestions. In order to provide data for ML- based suggestion generation, we propose a customisable framework with according steps. Drawing from design theory, it is establishes the design process as sequences of three levels of detail and their respective linking. These literature-based sequences serve to label sketch protocol studies. Finally, the framework is validated through Recurrent Neural Networks (RNNs) with Long-Short-Term-Memory (LSTM) architecture trained in isolation on sequences of different level of detail, for prediction purposes.</p

Activation of Adhesion GPCR EMR2/ADGRE2 Induces Macrophage Differentiation and Inflammatory Responses via Gα16/Akt/MAPK/NF-κB Signaling Pathways

EMR2/ADGRE2 is a human myeloid-restricted adhesion G protein-coupled receptor critically implicated in vibratory urticaria, a rare type of allergy caused by vibration-induced mast cell activation. In addition, EMR2 is also highly expressed by monocyte/macrophages and has been linked to neutrophil migration and activation. Despite these findings, little is known of EMR2-mediated signaling and its role in myeloid biology. In this report, we show that activation of EMR2 via a receptor-specific monoclonal antibody promotes the differentiation of human THP-1 monocytic cell line and induces the expression of pro-inflammatory mediators, including IL-8, TNF-α, and MMP-9. Using specific signaling inhibitors and siRNA knockdowns, biochemical and functional analyses reveal that the EMR2-mediated signaling is initiated by Gα16, followed by the subsequent activation of Akt, extracellular signal-regulated kinase, c-Jun N-terminal kinase, and nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells. Our results demonstrate a functional role for EMR2 in the differentiation and inflammatory activation of human monocytic cells and provide potential targets for myeloid cell-mediated inflammatory disorders