Im sechsten Semester des Medizinstudiums an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg findet das verpflichtende Praktikum „Impfkurs“ statt. Im Rahmen dieses Kurses wurde vom Sommersemester 2020 bis zum Sommersemester 2021 ein standardisierter online Fragebogen erhoben, der unter anderem demographische Daten sowie Expositionsmöglichkeiten gegenüber SARS-CoV-2 im privaten, beruflichen und universitären Umfeld erfragte. Zusätzlich wurde im gleichen Zeitraum der SARS-CoV-2 Serostatus der Medizinstudierenden erhoben und ausgewertet und dieser mit den Daten des Fragebogens zusammengeführt. Dafür wurden Blutproben entnommen, welche im Labor des Instituts für Virologie der Universität Würzburg mittels Western Blot auf IgG/IgM/IgA Antikörper gegen SARS-CoV-2 untersucht wurden. / In the sixth semester of medical studies at the Julius-Maximilians-Universität Würzburg, the compulsory internship “vaccination course” takes place. As part of this course, a standardized online questionnaire was collected from the summer semester 2020 to the summer semester 2021, which, among other things, collected demographic data and exposure to SARS-CoV-2 in the private, professional and university environment. In addition, the SARS-CoV-2 serostatus of the medical students was collected and evaluated during the same period and merged with the data from the questionnaire. For this purpose, blood samples were taken, which were tested for IgG/IgM/IgA antibodies against SARS-CoV-2 by Western blot.

RNA is not only central to cellular gene expression - as a messenger of genetic information, the main component of ribosomes and in the form of transfer RNAs translating the genetic code. It also fulfills a wide range of functions in the form of non-coding RNAs and is used by RNA viruses to store and replicate their genetic cargo. With the COVID-19 pandemic, researchers have embarked on an unprecedented endeavor to unravel how SARS-CoV-2 executes its replication cycle based on its complex RNA genome. To date, the true repertoire of RNA functions cannot be inferred from sequence and structural information alone. The interactions with proteins can provide important information on individual RNA functions. To identify which proteins directly interact with RNA, state-of-the-art methods apply UV crosslinking. UV irradiation induces formation of covalent bonds and the resulting complexes can be isolated using tagged DNA antisense probes and affinity purification. While these approaches have been used to reveal important RNA-based mechanisms, they come with important limitations: • only highly abundant RNA targets have been successfully analyzed • investigating separate regions as part of a transcript is not possible and • high cost and labor limit their application As a consequence, knowledge on the interactions of RNAs with moderate or low expression levels is missing. Further, proteins have to be individually mapped to identify corresponding RNA-binding sites and the number of targets investigated to date is still low. Recently, organic phase separation-based methods have emerged enabling the highly efficient isolation of the full repertoire UV-crosslinked RNA-protein complexes from a diversity of biological sources to globally identify RNA-binding proteins. Inspired by this potential, I set out to develop an approach combining organic phase separations with a sequence-specific RNA targeting strategy to isolate proteins interacting with a defined RNA sequence. Using this new method termed SHIFTR, I was able to record the composition of human small nuclear RNPs from less than 5 % of the material and superior accuracy as compared to a state-of-the-art approach. I further identified known as well as novel interactors of a human long non-coding RNA and successfully targeted human mRNAs. By applying SHIFTR on SARS-CoV-2-infected human cells, I identified functionally relevant interactors of 5’ and 3’ terminal regions as well as separate coding regions of SARS-CoV-2 RNAs. This doctoral work provides a groundbreaking method that allows researchers to study the interactions of RNA and proteins at high resolution while offering unprecedented scalability and dramatically reducing cost and labor. In addition, it provides a data resource on the interactions of human and viral RNAs with cellular proteins that can be used to gain new insights into RNA or protein functions and to support the development of new therapies. / RNA ist nicht nur von zentraler Bedeutung für die zelluläre Genexpression - als Lieferant genetischer Information, als Hauptbestandteil von Ribosomen und in Form von Transfer-RNAs, die den genetischen Code übersetzen. Sie erfüllt auch eine Vielzahl von Funktionen in Form nicht-codierender RNAs und wird von RNA-Viren zur Speicherung und Replikation ihrer genetischen Fracht verwendet. Mit der COVID-19-Pandemie haben Forscher ein beispielloses Unterfangen gestartet, um zu entschlüsseln, wie SARS-CoV-2 seinen Replikationszyklus auf der Grundlage seines komplexen RNA-Genoms realisiert. Bislang lässt sich das wahre Repertoire an RNA-Funktionen nicht allein aus Sequenz- und Strukturinformationen ableiten. Die Wechselwirkungen mit Proteinen können wichtige Informationen über individuelle RNA-Funktionen liefern. Um herauszufinden, welche Proteine direkt mit RNA interagieren, wird für moderne Methoden UV-Crosslinking eingesetzt. Die UV-Bestrahlung führt zur Bildung kovalenter Bindungen, und die resultierenden Komplexe können mit Hilfe markierter DNA-Sonden gebunden und per Affinitätsreinigung isoliert werden. Mit diesen Ansätzen konnten zwar wichtige RNA-basierte Mechanismen aufgedeckt werden, sie weisen jedoch auch wichtige Einschränkungen auf: • nur sehr häufig vorkommende Ziel-RNAs wurden erfolgreich analysiert • die Untersuchung einzelner Regionen als Teil eines Transkripts ist nicht möglich • hohe Kosten und Arbeitsaufwand begrenzen ihre Anwendung Infolgedessen fehlt es an Wissen über die Wechselwirkungen mäßig oder gering exprimierter RNAs. Außerdem müssen Proteine einzeln kartiert werden, um die entsprechenden RNA-Bindungsstellen zu identifizieren und die Zahl der bislang untersuchten Transkripte ist immer noch gering. Seit Neustem gibt es auf organischer Phasentrennung basierende Methoden, die eine hocheffiziente Isolierung des gesamten Repertoires UV-vernetzter RNA-Protein-Komplexe aus einer Vielzahl biologischer Quellen ermöglichen, um RNA-bindende Proteine global zu identifizieren. Inspiriert von diesem Potenzial habe ich einen Ansatz entwickelt, der organische Phasentrennungen mit einer sequenzspezifischen RNA-Targeting-Strategie kombiniert, um Proteine zu isolieren, die mit einer bestimmten RNA-Sequenz interagieren. Mit dieser neuen Methode namens SHIFTR konnte ich die Zusammensetzung humaner small nuclear RNPs mit weniger als 5 % des Materials sowie einer höheren Genauigkeit als bei einem herkömmlichen Ansatz erfassen. Darüber hinaus identifizierte ich bekannte und neue Interaktoren einer menschlichen langen nichtkodierenden RNA und wandte die Methode erfolgreich auf menschliche mRNAs an. Durch die Anwendung von SHIFTR auf SARS-CoV-2-infizierte menschliche Zellen identifizierte ich funktionell relevante Interaktoren von 5'- und 3'-terminalen Regionen sowie von separaten kodierenden Regionen von SARS-CoV-2-RNAs. Diese Doktorarbeit liefert eine bahnbrechende Methode, die es Forschern ermöglicht, die Wechselwirkungen von RNA und Proteinen mit hoher Auflösung zu untersuchen, während sie gleichzeitig eine noch nie dagewesene Skalierbarkeit bietet und Kosten sowie Arbeitsaufwand drastisch reduziert. Darüber hinaus bietet sie eine Datenquelle für die Wechselwirkungen menschlicher und viraler RNAs mit zellulären Proteinen, die genutzt werden kann, um neue Erkenntnisse über RNA- oder Proteinfunktionen zu gewinnen und die Entwicklung neuer Therapien zu unterstützen.

Cette thèse fait partie du projet FLUXOBAT (ANR-PRECODD 2008), qui a pour objectif global de développer une méthodologie robuste et fiable d4estimation des transferts de Composés Organiques Volatils (COV) du milieu souterrain vers l4air intérieur et extérieur. Ce travail concerne l4étude à l4échelle du laboratoire des transferts d4un COV type, le trichloréthylène (TCE), au travers d4un sol modèle (sable) et surtout du béton, en conditions isothermes et pour des milieux secs. Les moyens utilisés sont la modélisation numérique et une série d4expériences en laboratoire. Une étude préliminaire reproduisant des expériences existant dans la littérature dans le sable uniquement, a tout d4abord permis de mettre en place les outils expérimentaux et numériques nécessaires à la modélisation du problème, avant la réalisation de l4étude sur le matériau béton, bien plus complexe. L4étude des transferts dans le béton a été divisée en plusieurs étapes. Dans un premier temps, les transferts dans la pâte de ciment, plus homogène, ont été caractérisés. En particulier, la valeur du coefficient de sorption du TCE dans ce matériau a été obtenue à l4aide du suivi expérimental de la réponse à un « pulse » de polluant. Puis, les paramètres caractéristiques (porosité, perméabilité, ouverture des fissures, coefficient de diffusion effectif) des échantillons tests de « béton complet » ont été mesurés. Un protocole de caractérisation complète des galettes de béton a été mis au point, associé à la création d4un dispositif permettant la mise en place d4expériences de transferts du TCE (composé dont l4étude est complexifiée par son caractère particulièrement agressif) et applicables à tout milieu poreux consolidé. La problématique de l4hétérogénéité du béton, due à la présence de granulats et de fissures, a été traitée afin de proposer des équations de transfert moyennées donnant une meilleure description des transferts. Les conditions d4un cas de pollution « réel » ont été reproduites à l4échelle du laboratoire, sur un modèle réduit, dans une colonne de sable surmontée d4une galette de béton et d4une cavité en dépression représentant un bâtiment, pour étudier les transferts de TCE et valider la caractérisation développée dans l4étude. Les expériences de transferts réalisées sont reproductibles, ont été interprétées numériquement (sous Comsol multiphysics®), et ont permis de confirmer la pertinence de la simulation des transferts à l4aide de la caractérisation développée dans cette étude. Ce travail a permis de mettre, en particulier, en évidence l4importance de la caractérisation fine du béton, dont les propriétés et l4hétérogénéité sont des facteurs très influents sur les transferts, qui ne peuvent pas être décrits correctement avec des modèles analytiques simplifiés. Les résultats comportent l4estimation des paramètres caractérisant les transferts de COV dans le béton, et une compréhension fine des transferts du TCE dans ce matériau. / This thesis is part of the project FLUXOBAT (ANR-PRECODD 2008), which has the overall objective to develop, a robust and reliable methodology for estimating the transfer of Volatile Organic Compounds (VOC) from the soil to the indoor and outdoor air. This work concerns the study, at laboratory scale, of a typical VOC, the Trichlorethylene (TCE), transfer through a model soil (sand) and through the concrete material, under isothermal and dry conditions. Methods used include numerical modeling and a series of laboratory experiments. A preliminary study replicating experiences existing in the literature, with sand only, was first implemented to develop the tools necessary for experimental and numerical modeling of the problem, before the completion of the study with the concrete material, although more complex. The study of transfers in concrete has been divided into several stages. Initially, the transfers in the cement paste, more homogeneous, have been characterized. In particular, the value of the sorption coefficient of TCE in this material was obtained using the experimental response to a "pulse" of pollutant. Then the characteristic parameters (porosity, permeability, crack opening, effective diffusion coefficient) of "complete concrete" test samples were measured. A protocol for complete characterization of concrete slabs has been developed, associated with the creation of a device for the implementation of TCE transfer experiences (compound whose study is complicated by its very aggressive character) and applicable to any consolidated porous medium. The problem of heterogeneity of concrete, due to the presence of aggregates and cracks, has been treated to propose averaged transfer equations, giving a better description of the transfers. The conditions of a "real" pollution incident were reproduced in laboratory, modeled by a sand column topped by a concrete slab and a vacuum cavity representative of a building, in order to study the transfer of TCE and validate the characterization developed in the study. The transfer experiments are reproducible, were numerically interpreted (with COMSOL Multiphysics®), and have confirmed the relevance of the transfer simulation using the characterization developed in this study. This work has enabled, in particular, to highlight the importance of detailed characterization of the concrete, which properties and heterogeneity are exceedingly influential on transfers, and which cannot be described correctly with simplified analytical models. The results include the estimation of parameters characterizing the transfer of VOCs into the concrete, and a keen understanding of transfer of TCE in this material.

Mon travail de thèse s’est focalisé sur l’étude fonctionnelle de deux méthyltransférases (MTases) de la structure coiffe des ARNs, les protéines nsp14 et nsp16, chez le coronavirus responsable du syndrome respiratoire du Moyen-Orient (MERS-CoV). Notre étude a démonté un processus de méthylation séquentiel. La coiffe est d’abord méthylée en position N7 par nsp14 formant la coiffe-0 (7mGpppN). La coiffe-0 est ensuite méthylée en position 2’OH du premier nucléotide de l’ARN par nsp16 stimulée par nsp10 formant une coiffe 1 (7mGpppN2’Om). De plus, nos résultats suggèrent un mécanisme de régulation allostérique de l’activité de nsp16 par nsp10. Nos résultats indiquent que l’interaction nsp10/nsp16 est régulée par la variation de concentration du SAM et/ou de SAH. Le SAM présent à une concentration physiologique, environ 100 µM dans les cellules, favorise l’assemblage du complexe nsp10/nsp16. La faible concentration intracellulaire du SAH produit accélère la dissociation du complexe nsp10/nsp16 permettant le « turnover » de la réaction enzymatique. Par ailleurs, nous avons cartographié les résidus essentiels au recrutement de l’ARN par nsp16. Les méthylations étudiées jouent un rôle important dans la réplication virale. Nous avons donc criblé des inhibiteurs des deux MTases nsp14 et nsp10/nsp16 respectivement à partir des chimiothèques « Prestwick » et « 2P2I3D ». En résumé, mon travail de thèse a décortiqué les bases moléculaires de méthylation de la coiffe chez le MERS-CoV et a permis d’identifier des inhibiteurs de MTases représentant un point de départ crucial pour le développement d’antiviraux contre les CoV. / My PhD work focused on the functional study of two cap RNA methyltransferases (MTases), nsp14 and nsp16, of the Middle-East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV). Our study demonstrates a sequential methylation process. The cap is first methylated at the N7 position by nsp14 forming a cap-0 (7mGpppN). It is next methylated at the 2’OH position of the first transcribed nucleotide by nsp16 stimulated by nsp10 forming a cap-1 (7mGpppN2’Om). Furthermore, our results suggest an allosteric regulation mechanism of the nsp16 activity by nsp10. Moreover, our results indicate that the nsp10/nsp16 interaction is regulated by the variation of SAM and/or SAH concentration. SAM present at physiologic concentration, around 100µM in cells, enhances the assembly of nsp10/nsp16. The weak intracellular concentration of SAH by-product speeds up the dissociation of nsp10/nsp16 allowing the enzymatic reaction turnover. In addition, we have mapped the essential residues for the recruitment of the RNA by nsp16. The methylations studied in this work play an important role for viral replication. We have therefore screened inhibitors of nsp14 and nsp10/nsp16 MTases respectively from chemical libraries « Prestwick » and « 2P2I3D ». In summary, my PhD work deciphers the molecular bases of cap RNA methylation of MERS-CoV and identifies MTase inhibitors that represent a crucial starting point for the development of antivirals against CoV.

A finales de 2020 se aprobaron las vacunas desarrolladas en el mundo occidental contra el virus SARS-CoV-2, que ya están siendo inoculadas, conjuntamente con vacunas chinas y rusas. Mientras tanto, estamos en una segunda oleada de la enfermedad y el nuevo coronavirus se ha ido transformando para permitirse una mejor propagación, alojamiento y replicación en el ser humano. La enfermedad se manifiesta ahora con nueva sintomatología, mayor contagio, inclemencia y variación en el número de fallecimientos. La infección de la gestante por coronavirus se está presentando con severidad y consecuencias materno perinatales. Ya se inició la vacunación en gestantes y madres lactantes, previa conversación con su ginecólogo sobre los riesgos y beneficios. Este artículo ofrece un breve rel los acontecimientos que tuvieron lugar durante la transición de 2020 a 2021. / In late 2020, vaccines developed in the Western world against the SARS-CoV-2 virus were approved and are currently being inoculated, together with Chinese and Russian vaccines. In the meantime, we are in a second wave of the disease and the new coronavirus has been transforming to allow for better propagation, harboring and replication in humans. The disease now manifests itself with new symptoms, greater contagiousness, severity and variation in the number of deaths. Coronavirus infection of pregnant women is occurring with harshness and maternal and perinatal consequences. Vaccination has been initiated in pregnant women and nursing mothers, after discussion with their gynecologists about risks and benefits. This article provides a b ok place during the transition from 2020 to 2021.

L’oxydation troposphérique des composés organiques volatils (COV) constitue une contribution importante à la formation de photooxydants. L’évaluation de l’impact environnemental des COV rend indispensable d’acquérir une bonne compréhension des processus en jeu. Ce travail porte donc sur l’étude en atmosphère simulée de la réactivité troposphérique avec le radical nitrate (NO3) de COV oxygénés appartenant à une série homogène d’éthers vinyliques aliphatiques (méthyl, éthyl, propyl et butyl vinyl éthers), et à une série de trois esters (acétates d’isopropényle, de vinyle, et d’allyle), auxquelles s’ajoute le 2,3,2 méthylbutènol (MBO). Pour tous ces composés, des études cinétiques (destinées à mesurer la constante d’oxydation par NO3 des produits étudiés) ont été menées selon la méthode relative, et pour certains composés selon la méthode absolue. Des études mécanistiques (destinées à identifier et quantifier les produits de la réaction, et à élucider le mécanisme réactionnel) ont également été menées. Une réévaluation de la constante cinétique d’oxydation du propène par NO3, qui a été mesurée selon la méthode absolue, a également été faite. Les expériences ont été menées dans la chambre de simulation atmosphérique du LISA, à température ambiante et à pression atmosphérique. Les durées de vie des composés étudiés vis-à-vis de NO3 ont été calculées, et comparées à celles vis-à-vis du radical OH et de l’ozone. Les résultats montrent que NO3 peut constituer un puits majeur pour les COV les plus réactifs, comme les éthers vinyliques. Par ailleurs, les apports de nos résultats aux règles de réactivité des COV ont été discutés / The tropospheric oxidation of the volatile organic compounds (VOC) constitutes an important contribution to the formation of photooxydants. It is necessary to acquire a good comprehension of the concerned chemical processes in order to correctly evaluate the environmental impact of the VOC. This work thus concerns the study under simulated conditions of the tropospheric reactivity with the nitrate radical (NO3) of oxygenated VOC pertaining to a homologous series of aliphatic vinyl ethers (methyl, éthyl, propyl and butyl vinyl ethers), and to a series of three esters (allyl and vinyl, isopropenyl acetates). In addition, the 2,3,2 méthylbutènol (MBO) has been studied too. For all these compounds, kinetic studies (in order to measure the rate constant of NO3 oxidation of the studied products) were performed according to the relative rate method, and for some compounds according to the absolute method. Mechanistic studies (in order to identify and quantify the reaction products, and to elucidate the chemical mechanism) were also performed. A revaluation of the rate constant of NO3 oxidation of propene, which was measured according to the absolute method, was also performed. The experiments were carried out in the LISA atmospheric simulation chamber, at room temperature and atmospheric pressure. The lifetimes of the studied compounds with respect to NO3 were calculated, and were compared to those with respect to OH radical and to ozone. The results show that NO3 can be a major sink for the most reactive VOC, like the vinyl ethers. In addition, the contributions of our results to the rules of reactivity of the VOC were discussed

La qualité de l'air intérieur est maintenant reconnue comme une question de santé publique, notamment avec la proposition de valeurs guides de concentrations pour des polluants tels que les composés organiques volatils (COV). Ainsi, suite aux consignes émises par l'Agence Française pour la Sécurité Sanitaire de l'Environnement et du Travail (AFSSET), des stratégies d'échantillonnage et de mesure des COV émis par les matériaux de construction ont été définies dans un contexte normatif. Ces méthodes, dédies au contrôle en laboratoire, sont peu adaptées aux mesures sur site. L'identification des sources de COV, indispensable au diagnostic de la qualité de l'air intérieur, nécessite donc des outils de prélèvement simples et rapides. Une alternative, basée sur le couplage d'une cellule d'émission (FLEC*) avec un prélèvement passif par SPME (micro-extraction sur phase solide) a donc été envisagée. Le développement de cette méthodologie a été effectué sur des atmosphères étalons de COV modèles (hydrocarbures, terpènes, composés oxygénés, ...), permettant ainsi de déterminer des limites de détection de l'ordre du μg.m-3 (GC-MS) et des concentrations quantifiables (GC-FID) au-delà de 10 mg.m-3. Les performances de cette méthode ont permis son application à différents matériaux (moquette, panneau de bois et PVC), montrant ainsi la possibilité d'effectuer un rapide screening des COV émis, mais aussi de déterminer 96 % des composés d'intérêt définis par le protocole AFSSET. Enfin, l'étude d'un immeuble de bureaux a montré la faisabilité de l'utilisation sur site du couplage FLEC*-SPME pour caractériser les principales sources de COV provenant des matériaux de construction présents.

<p>Correlations between the coefficient of variations (COV) of ion current integrals and COV of indicated mean effective pressure (IMEP) are investigated. The investigations are made to see if there is a possibility to use ion sense technique for closed loop combustion control to maximize Exhaust Gas Recirculation (EGR) level with remaining combustion stability. The engine studied in this thesis is a stoichiometric natural gas engine with a three way catalyst working with different EGR levels. One way to increase the efficiency in a stoichiometric natural gas engine is to maximize the EGR level [3]. With a higher EGR level it is possible to open the throttle even further with a result of lower pumping losses. Also temperature losses to chamber walls will be smaller with high EGR levels. A closed loop system controlling the EGR valve against COV of IMEP around 5 % is used for this engine. For COV of flame peak integral in range from 0 to 15-20% of COV of IMEP a linear correlation was found for lambda less than 1.3. For COV of two peaks integral a linear correlation was found for the entire measured range. This correlation may not be used for a robust EGR control system due to a small increase of COV of ion integral and due to a high variance in COV of ion integral. Correlations are discussed for different ion integrals with different air/fuels ratios and EGR levels. A control strategy is also presented.</p>

La recherche actuelle est entreprise dans l'optique de la révision complète du design chimique et des principes d'élaboration des photocatalyseurs composites supportés (PCCS) afin d'améliorer considérablement leurs capacités réactionnelles, la durabilité de leur action en temps et de résoudre le problème de pollution secondaire des milieux à traiter. Les travaux effectués ont permis la mise en œuvre d'un nouveau modèle de PCCS interactifs dont les composants photosensibles sont en fortes interactions chimiques avec leurs supports appartenant au groupe d'acides de Lewis. Cette particularité assure une grande sélectivité d'action des produits développés, leur fonctionnement durable en régime stationnaire, évite la pollution secondaire des effluents à traiter et garanti une performance photocatalytique comparable à celle du produit de référence Degussa P25.Les travaux réalisés ont permis d'acquérir de nouvelles connaissances scientifiques concernant le rôle de l'acidité de surface dans l'action photocatalytique et du taux de dissociation de l'eau adsorbée sur le produit actif. De plus, un ensemble de huit paramètres principaux assurant les meilleures conditions d'exploitation des PCCS a été établi.Les PCCS développés peuvent être appliqués, tout d'abord, dans le domaine de l'incinération photocatalytique des COV. Un prototype de filtre dynamique capable de traiter 50 m3/h de l'air avec une consommation d'énergie modérée, est conçu. Un nouveau type de matériaux composites à vocation germicide à base de polymères synthétiques fait également l'objet de la partie applicative de ces travaux de thèse.

Through ¡§Economic Value Added¡¨ (EVA) approach, this study tries to observe the correlation between formation process of king stocks and their market prices. We hope to provide a useful tool to investors, which helps to realize value of king stocks and conditions of finding king stocks among numerous of listed companies, in order to make investment decisions efficiently and more precisely, and to obtain a good margin of profit. We gather financial information of those listed companies, which they had ever deemed as king stocks between 1992 and 2011. They basically have some features in common, i.e. companies with positive prospects, high market price, and newly listed. In this research, we utilize WACC, MV, COV and FGV to analyze EVA of king stocks, and find out the following empirical results: 1.When WACC of a king stock trends up in the long-run, it has a greater opportunity to improve and trigger COV trending up as well. 2.When COV of a king stock trends up, it brings stable performances of MV continuously. 3.FGV has a positive correlation with market price. When FGV of a king stock trends up, it triggers its market price to go up. In this research, we see that when MV and COV are convergent, we¡¦re able to use FGV to anticipate future trend of the stock. We also expect this study further facilitates king-stock companies themselves to set up workable market price stabilizing plans and select the best timing for stock buybacks. Keywords: King Stock, EVA, WACC, MV, COV, FGV, Stock Buybacks.