The endocrine heart synthesises and secretes two polypeptide hormones: the natriuretic peptides (NP) atrial natriuretic factor (ANF) and B-type natriuretic peptide (BNP). The biological actions of these hormones serve both acutely and chronically to reduce systemic blood pressure and hemodynamic load to the heart, thus contributing to the maintenance of cardiorenal homeostasis. Considerable effort has been focused on the elucidation of the mechanistic underlying ANF and BNP gene expression and secretion but much remains to be determined regarding specific molecular events involved in the cardiocyte secretory function. These hormones are produced by the atrial muscle cells (cardiocytes), which display a dual secretory/muscle phenotype. In contrast, ventricular cardiocytes display mainly a muscle phenotype. Comparatively little information is available regarding the genetic background for this important phenotypic difference with particular reference to the endocrine function of the heart. We postulated that comparison of gene expression profiles between atrial and ventricular muscles would help identify transcripts that underlie the phenotypic differences associated with the endocrine function of the heart as well as identify signaling pathways involved in its regulation. The cardiac atrial and ventricular transcriptomes were analyzed using oligonucleotide microarrays under normal or chronically induced aortocaval shunt volume-overload conditions. Transcriptional differences were validated by RT-PCR and transcripts of interest were knocked-down by RNAi. Comparison of gene expression profiles in the rat heart revealed a total of 1415 differentially expressed genes between normal atrial and ventricular tissues. Functional classification and pathway analysis identified numerous transcripts involved in mechanosensing, vesicle trafficking, hormone secretion, and G protein signaling. Volume-overloaded animals exhibited a progressive increase in cardiac mass over the four-week time course, an increase in expression of known hypertrophic genes, as well as the differential expression of 700 genes within the atria. Volume-overload specifically downregulated the accessory protein for heterotrimeric G protein signaling RASD1 in the atria. In vitro, knockdown of RASD1 in the atrial-derived HL-1 cells, significantly increased ANF secretion, demonstrating a previously unknown negative modulator role for RASD1. The data developed in this investigation provides insight into the expression profiles of genes particularly centered on the secretory function of the heart under normal and chronic hemodynamic overload conditions. Genome-wide expression profile analysis identified RASD1 as being differentially expressed between cardiac tissues as well as being modulated by chronic volume overload. RASD1 emerges as a tonic inhibitor of ANF secretion. The novel function identified herein for RASD1 in the atria is of considerable interest given the fact that secretory impairment of the cardiac natriuretic hormones can negatively impact cardiovascular homeostasis.

Diese Arbeit ist Teil eines Weges, der die Polarisationsdynamik von Polynukleinsäure-Helices (DNA) zum Ziel hat. Die Dynamik kann im Prinzip von innen beobachtet werden, über Femtosekunden-zeitaufgelöste optische Spektroskopie eines Farbstoff-Moleküls anstelle einer Nukleinbase. Der optische Chromophor soll als solvatochrome Sonde der DNA Umgebung funktionieren. Dafür wurde 2-Amino-7-Nitro-Fluoren (ANF) gewählt, welches ideale solvatochrome Eigenschaften hat. Bevor der Einbau des Sondenmoleküls erfolgt, müssen dessen photophysikalischen Eigenschaften in reinen Lösungsmitteln und in Lösungsmittel-Mischungen weitgehend verstanden sein. Dieses Thema bestimmt den größeren Teil der Arbeit. ANF, aliphatische Derivate, und das entsprechende Nukleosid wurden synthesitsiert. Ihre thermodynamischen Eigenschaften, optischen Spektren, und ps Fluoreszenzlebensdauern werden für eine Reihe von Lösungsmitteln beschrieben. Präferentielle Solvatation in wässrigen Mischungen wird mit optischer Absorptions- und 1H NMR-Spektroskopie untersucht. Inclusionskomplexe mit Cyclodextrinen werden ebenfalls charakterisiert. Auf diese "klassischen" Studien folgt die fs-transiente optische Absorptionsspektroskopie von ANF und Derivaten. Die transienten Spektren werden zeilegt und die Banden für stimulierte Emission als Funktion der Zeit in den meisten Fällen erhalten. Damit erhält man eine Solvatations-Relaxationsfunktionen C(t) für die meisten Lösungsmittel (50 fs Zeitauflösung). Unterschiede zu bekannten Relaxationsfunktionen für die vieluntersuchte Sonde Coumarin 153 werden diskutiert. Wichtig ist, daß derart C(t) für ein ANF Nukleosid in Wasser existiert. Dies kann mit einer simulierten Kurve für ANF in DNA-Helices verglichen werden. Es folgt, dass gestapelte Chromophore im Innern dynamisch von jenen unterschieden werden können, die in die wässrige Umgebung herausgedreht sind. Der Cyaninfarbstoff Thiazol Orange (TO) wird von anderen Gruppen verwendet, um die Hybridisierung von DNA-Strängen zu verfolgen. Die Fluoreszenz von TO wird durch schnelle Isomerisation im S1 Zustand stark gelöscht. In dieser Arbeit wird die entsprechende innermolekulare Verdrillung mit fs-transienter Absorptionsspektroskopie und mit fs-zeitaufgelöster Fluoreszenzspektroskopie (Summenfrequenz-Erzeugung) zum ersten Mal zusammenhängend untersucht. Transiente Spektren in Lösung werden mit stationären Spektren in verschiedenen PNA/DNA Duplex-Konstrukten verglichen. Eine hochfrequente Schwingungsmode ist bei der strukturellen Reorganisation von TO nach S0 to S1 Anregung beteiligt. Zunehmende Aktivität begleitet die Verdrillung. Deshalb sollte die Form der stationären Fluoreszenzbande dazu geeignet sein, das verfügbare freie Volumen in DNA-Konstrukten abzuschätzen. / This work is part of an effort to observe the polarization dynamics of duplex polynucleic acids from the inside, through femtosecond time-resolved optical spectroscopy of a dye molecule which has been stacked into the structure at a well-defined site. The dye chromophore should act as a solvatochromic probe of its DNA environment. For a probe, 2-amino-7-nitro fluorene (ANF) had been selected since it has ideal solvatochromic properties. Before being linked into DNA, its photophysical properties in liquids and liquid mixtures should be understood. The larger part of this thesis deals with this topic. ANF, aliphatic derivatives, and the nucleoside were synthesized. Their thermodynamic properties, optical spectra, and ps fluorescence decay are examined in a wide range of solvents. For preferential solvation in aqueous mixtures, absorption results are compared with 1H NMR spectra. Inclusion properties were also explored. Femtosecond transient absorption spectroscopy of ANF and derivatives follows after these "classical" studies. The transient spectra are analyzed and, in most cases, the stimulated-emission band can be obtained as function of time. Ultrafast solvation relaxation functions (50 fs resolution) for many solvents are constructed from these data and discussed by comparison with a well-studied probe, Coumarin 153. Most importantly, the solvation relaxation of the ANF nucleoside in water is obtained and compared with a simulated relaxation of the chromophore in a DNA duplex. It follows that chromophores stacked inside DNA can be distinguished from chromophores which extend into the aqueous boundary layer. The cyanine dye Thiazole Orange (TO) is used by other groups to monitor the hybridisation of DNA strands. Its fluorescence is strongly quenched by intramolecular twisting in the excited state S1. In this thesis the twisting process is characterized by femtosecond transient absorption and fluorescence upconversion spectroscopy, combined, for the first time. The transient spectra are compared to stationary spectra in a PNA/DNA duplex where the degree of twisting is restricted. A high-frequency mode is shown to play an important role in the structural reorganisation of TO following S0 to S1 excitation. Its vibrational activity is correlated with twisting. Therefore the shape of the emission band may be used to estimate the available volume in DNA constructs.

Zuweilen wird gefördertes Erdgas als eine Brückentechnologie noch eine Weile erhalten bleiben, aber unsere Gasnetzinfrastruktur hat auch in einer Ära post-fossiler Brennstoffe eine Zukunft, um Klima-neutral erzeugtes Methan, Ammoniak oder Wasserstoff zu transportieren. Damit die Dispatcher der Zukunft, in einer sich fortwährend dynamisierenden Marktsituation, mit sich beständig wechselnden Kleinstanbietern, auch weiterhin einen sicheren Gasnetzbetrieb ermöglichen und garantieren können, werden sie auf moderne, schnelle Simulations- sowie performante Optimierungstechnologie angewiesen sein. Der Schlüssel dazu liegt in einem besseren Verständnis zur numerischen Behandlung nicht differenzierbarer Funktionen und diese Arbeit möchte einen Beitrag hierzu leisten. Wir werden stückweise differenzierbare Funktionen in sog. Abs-Normalen Form betrachten. Durch einen Prozess, der Abs-Linearisierung genannt wird, können wir stückweise lineare Approximationsmodelle erster Ordnung, mittels Techniken der algorithmischen Differentiation erzeugen. Jene Modelle können über Matrizen und Vektoren mittels gängiger Software-Bibliotheken der numerischen linearen Algebra auf Computersystemen ausgedrückt, gespeichert und behandelt werden. Über die Generalisierung der Formel von Faà di Bruno können auch Splinefunktionen höherer Ordnung generiert werden, was wiederum zu Annäherungsmodellen mit besserer Güte führt. Darauf aufbauend lassen sich gemischte Taylor-Kollokationsmethoden, darunter die mit Ordnung zwei konvergente generalisierte Trapezmethode, zur Integration von Gasnetzen, in Form von nicht glatten Algebro-Differentialgleichungssystemen, definieren. Numerische Experimente demonstrieren das Potential. Da solche implizite Integratoren auch nicht lineare und in unserem Falle zugleich auch stückweise differenzierbare Gleichungssysteme erzeugen, die es als Unterproblem zu lösen gilt, werden wir uns auch die stückweise differenzierbare, sowie die stückweise lineare Newtonmethode betrachten. / As of yet natural gas will remain as a bridging technology, but our gas grid infrastructure does have a future in a post-fossil fuel era for the transportation of carbon-free produced methane, ammonia or hydrogen. In order for future dispatchers to continue to enable and guarantee safe gas network operations in a continuously changing market situation with constantly switching micro-suppliers, they will be dependent on modern, fast simulation as well as high-performant optimization technology. The key to such a technology resides in a better understanding of the numerical treatment of non-differentiable functions and this work aims to contribute here. We will consider piecewise differentiable functions in so-called abs-normal form. Through a process called abs-linearization, we can generate piecewise linear approximation models of order one, using techniques of algorithmic differentiation. Those models can be expressed, stored and treated numerically as matrices and vectors via common software libraries of numerical linear algebra. Generalizing the Faà di Bruno's formula yields higher order spline functions, which in turn leads to even higher order approximation models. Based on this, mixed Taylor-Collocation methods, including the generalized trapezoidal method converging with an order of two, can be defined for the integration of gas networks represented in terms of non-smooth system of differential algebraic equations. Numerical experiments will demonstrate the potential. Since those implicit integrators do generate non-linear and, in our case, piecewise differentiable systems of equations as sub-problems, it will be necessary to consider the piecewise differentiable, as well as the piecewise linear Newton method in advance.

Submitted by Sandra Pereira (srpereira@ufrrj.br) on 2016-09-15T12:14:46Z No. of bitstreams: 1 2011 - Daiane Ouvernay Fernandes da Silva.pdf: 7586481 bytes, checksum: 5a97593f1df40687d3039aaf482f7a65 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-15T12:14:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011 - Daiane Ouvernay Fernandes da Silva.pdf: 7586481 bytes, checksum: 5a97593f1df40687d3039aaf482f7a65 (MD5) Previous issue date: 2011-06-21 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / This study investigated the relationship between species of frogs, lizards, gradients environmental and insularity. We could detect a strong relationship between lizards in open habitats and anthropic as well as a strong influence of the area to the richness and abundance of lizards, rather than habitat heterogeneity. The community was the most diverse State Park Cunhambebe. The lizards of island environments of the Sepetiba Bay showed a strong relationship between abundance and area, supporting the hypothesis of Ecological Release. The species Cycloramphus sp., Thoropa miliaris, Hylodes asper, H. phyllodes, Phasmahyla cruzi and Scinax trapicheiroi are those with lower values of tolerance of distance from this physiognomy and sometimes only occur in this environment. / Neste estudo foram investigadas as rela??es entre esp?cies de anf?bios anuros, lagartos, gradientes ambientais e insularidade. Nota-se uma forte rela??o dos lagartos com ambientes abertos e antr?picos, bem como uma forte influ?ncia da ?rea para a riqueza e abund?ncia dos lagartos, mais que a heterogeneidade de habitats. A comunidade mais diversa foi a do Parque Estadual do Cunhambebe. Os lagartos de ambientes insulares da Ba?a de Sepetiba demonstraram forte rela??o entre abund?ncia e ?rea, corroborando com a hip?tese de Libera??o ecol?gica. As esp?cies Cycloramphus sp., Thoropa miliaris, Hylodes asper, H. phyllodes, Phasmahyla cruzi e Scinax trapicheiroi s?o as que possuem menores valores de toler?ncia de dist?ncia da cachoeira e, algumas vezes, s? ocorrem neste ambiente

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:33:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TalitaFA_DISSERT.pdf: 2140188 bytes, checksum: 0083999c43d74876b9f2f21898381161 (MD5) Previous issue date: 2014-04-17 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Understand the origin, maintenance and the mechanisms that operate in the current biodiversity is the major goal of ecology. Species ecology can be influenced by different factors at different scales. There are three approaches about the ecological differences between species: the first brings that differences result from current processes on niche characteristics (e.g. diet, time, space); the second that species differences are explained by random patterns of speciation, extinction and dispersion, the third that historical events explain the formation and composition of species in communities. This study aims to evaluate the influence of phylogenetic relationships in determining ecological characteristics in amphibians (globally) and test with that, if ecological differences between species of frogs are the result of ancient pre-existing differences or as result of current interactions. Another objective of this study is to verify if ecological, historical or current characteristics determine the size of species geographical distribution. The diet data for analysis of trophic ecology were collected from published literature. We performed a non-parametric MANOVA to test the existence of phylogenetic effects in diet shifts on frogs history. Thus, it is expected to know the main factors that allow the coexistence of anuran species. We performed a phylogenetic regression to analyze if niche breadth, body size and evolutionary age variables determine the size of the geographical distribution of amphibians in the Amazon. In the present study, new contributions to knowledge of major ecological patterns of anurans are discussed under a phylogenetic perspective / Entender a origem, manuten??o e os mecanismos que operam na biodiversidade atual s?o um dos principais objetivos da Ecologia. A ecologia das esp?cies pode ser influenciada por diferentes fatores em diferentes escalas. Existem tr?s abordagens a cerca das diferen?as ecol?gicas entre as esp?cies: a primeira traz essas diferen?as resultam de processos atuais atuando sobre as caracter?sticas do nicho (dieta, tempo, espa?o, etc); a segunda que diverg?ncias no nicho das esp?cies s?o explicadas por padr?es rand?micos de especia??o, dispers?o e extin??o; a terceira que eventos hist?ricos explicam a forma??o e a composi??o das esp?cies nas comunidades. Este estudo tem como objetivo avaliar a influ?ncia das rela??es filogen?ticas na determina??o de caracter?sticas ecol?gicas em anf?bios (globalmente) e testar, com isso, se as diferen?as ecol?gicas entre as esp?cies de anuros s?o resultado de diferen?as antigas pr?-existentes ou como o resultado de intera??es ecol?gicas mais recentes. Outro objetivo deste estudo ? verificar que caracter?sticas ecol?gicas, hist?ricas ou atuais, determinam e influenciam o tamanho da distribui??o geogr?fica das esp?cies. Os dados de dieta para a an?lise da ecologia tr?fica dos anf?bios foram coletados a partir da literatura j? publicada. Realizamos uma MANOVA n?o param?trica para testar a exist?ncia de efeitos filogen?ticos nas principais diverg?ncias na dieta dos anuros. Com isso, espera-se conhecer os principais fatores que permitem a coexist?ncia das esp?cies de anf?bios anuros e quais os principais n?s da filogenia de anf?bios respons?veis pelas diferen?as observadas atualmente no nicho tr?fico das esp?cies. Realizamos uma regress?o filogen?tica para analisar se as vari?veis de largura de nicho, tamanho corporal e tempo de diverg?ncia determinam o tamanho da distribui??o geogr?fica dos anf?bios anuros da Amaz?nia. Neste trabalho, novas contribui??es ao conhecimento dos padr?es ecol?gicos apresentados pelos anuros s?o fornecidas e discutidas sob uma perspectiva filogen?tica

Was denken deutsche Jugendliche im Zeitalter der Globalisierung und des gesellschaftlichen Leitziels interkultureller kommunikativer Kompetenz über die wichtigsten Zielkulturen ihres Englischunterrichtes: Großbritannien und die USA? Die zu dieser Leitfrage durchgeführte Studie gibt einen vergleichenden Einblick in die Wahrnehmungen und Einstellungen von Schülerinnen und Schülern - verschiedener Altersgruppen (Klassen 5, 8 und 11) - und Herkunft (Sachsen und Nordrhein-Westfalen) - sowie vor und nach einem Aufenthalt in Großbritannien. Im Jahr 2008 wurde dazu eine standardisierte schriftliche Befragung mit einer Stichprobengröße von n = 502 an zwei Gymnasien in Hamm und Zittau durchgeführt. Daneben waren Experteninterviews, Lehrplan- und Lehrwerkanalysen sowie eine Analyse des gesellschaftlichen Umfeldes der Schüler Teil des Forschungsdesigns. Der vorliegende Forschungsbericht präsentiert ausschließlich das Material, das im Rahmen dieser Untersuchung zusammengetragen und ausgewertet wurde. Während im ersten Teil dieses Forschungsberichtes die Zusatzanalysen von Lehrwerken, Lehrplänen und Statistiken methodisch begründet und detailliert aufgeführt werden, präsentiert der zweite Teil die mit einer Schülerbefragung in Zusammenhang stehenden Materialien, darunter die Fragebögen und die tabellarische Aufschlüsselung der Einzelergebnisse.

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Was denken deutsche Jugendliche im Zeitalter der Globalisierung und des gesellschaftlichen Leitziels interkultureller kommunikativer Kompetenz über die wichtigsten Zielkulturen ihres Englischunterrichtes: Großbritannien und die USA? Die zu dieser Leitfrage durchgeführte Studie gibt einen vergleichenden Einblick in die Wahrnehmungen und Einstellungen von Schülerinnen und Schülern - verschiedener Altersgruppen (Klassen 5, 8 und 11) - und Herkunft (Sachsen und Nordrhein-Westfalen) - sowie vor und nach einem Aufenthalt in Großbritannien. Im Jahr 2008 wurde dazu eine standardisierte schriftliche Befragung mit einer Stichprobengröße von n = 502 an zwei Gymnasien in Hamm und Zittau durchgeführt. Daneben waren Experteninterviews, Lehrplan- und Lehrwerkanalysen sowie eine Analyse des gesellschaftlichen Umfeldes der Schüler Teil des Forschungsdesigns. Der vorliegende Forschungsbericht präsentiert ausschließlich das Material, das im Rahmen dieser Untersuchung zusammengetragen und ausgewertet wurde. Während im ersten Teil dieses Forschungsberichtes die Zusatzanalysen von Lehrwerken, Lehrplänen und Statistiken methodisch begründet und detailliert aufgeführt werden, präsentiert der zweite Teil die mit einer Schülerbefragung in Zusammenhang stehenden Materialien, darunter die Fragebögen und die tabellarische Aufschlüsselung der Einzelergebnisse.:Zusammenfassung Einordnung Teil 1: Zusätzliche Analysen und Quellen 1. Charakterisierung des Materials 2. Lehrplananalyse 3. Lehrwerkanalyse 4. Experteninterviews 5. Schulporträts 6. Andere Quellen Teil 2: Dokumentation der Schülerbefragungen 7. Charakterisierung des Materials 8. Forschungsdesign I: Grundlagen der Befragung 9. Forschungsdesign II: Fragebögen 10. Ergebnispräsentation: Einzelauswertung Literaturverzeichnis