La nanoimpression assistée par UV (UV-NIL) est une technique de lithographie émergente permettant de fabriquer des motifs de très petites dimensions (de l'ordre du nanomètre) par simple pressage d'un moule transparent (contenant dans sa surface des nanostructures) dans une résine fluide (déposée en film mince sur un substrat en silicium par centrifugation). L'étape suivante au pressage est l'exposition aux rayonnements UV qui photo-polymérise la résine, avant de séparer le moule de la résine durcie. En raison de son fort potentiel, l'UV-NIL est considéré comme un candidat possible pour réaliser l'étape lithographique dans la fabrication des circuits intégrés du futur. Deux aspects critiques peuvent empêcher l'adoption de l'UV-NIL à une échelle industrielle. Il s'agit des défauts générés après l'étape de pressage (liés à l'écoulement de la résine) et la courte durée de vie du moule traitée (il est en fait nécessaire de déposer une couche antiadhésive sur la surface du moule pour éviter que la résine s'y colle). La première problématique a été abordée à travers la proposition d'un model qui semble permettre de estimer la longueur d'écoulement des résines fluide pour l'UV-NIL. Les recherches menées au tour de la deuxième problématique représentent le coeur de ce manuscrit. Une meilleure compréhension des mécanismes de dégradation de la couche antiadhésive ont été acquis. La dégradation est le résultat d'une attaque chimique (exercé par les radicaux produits dans la résine polymérisée contre la molécule fluorée et conditionné aussi par la nature chimique de la résine photosensible) et d'une dégradation mécanique (due aux stresses exercés pendant le démoulage et liée à la qualité du greffage de la molécule antiadhésive sur le moule). La rajoute de surfactants fluorés dans la formulation de la résine représente une solution valable pour augmenter le nombre d'impressions faites avec un même moule traité. Enfin une résine hybride (organique-inorganique) a été synthétisée pour une application concrète : la réalisation de moules qui permettent d'organiser à longue échelle (quelque millimètre) des di-bloc copolymers (avec un taille de quelque nanometer) par graphoepitaxie.

L'Egypte, territoire aride, dépend essentiellement du Nil pour l'irrigation de ses terres agricoles. La variabilité temporelle de la crue du fleuve a donc pu affecter directement la dynamique de la population égyptienne. Ici, cette hypothèse est testée en étudiant la variation du climat pendant l'Egypte ancienne parallèlement à des indicateurs du mode de vie des égyptiens. La variation dans le temps du δ18Ow de l'eau du Nil est reconstituée à partir des valeurs de δ18Op du phosphate de l'apatite de momies égyptiennes. L'augmentation de +3 ‰ du δ18Ow de l'eau du Nil entre la période Prédynastique (5500BP) et la période Gréco-Romaine (2000BP) est causée par une modification des conditions de précipitation au-dessus des sources du Nil. Elle traduit soit une hausse de température proche de 2°C soit une baisse des précipitations mensuelles d'environ 140 mm. Ici, l'hypothèse d'une aridification est privilégiée : en effet des mesures de δ18Op sur des poissons du Nil permettent de calculer une température du Nil à la période Gréco-Romaine comparable à l'actuelle. Le changement climatique constaté semble avoir peu d'impact sur la civilisation égyptienne. En effet la population égyptienne s'accroît nettement pendant la période considérée et le régime alimentaire est resté fondé sur les plantes en C3, peu adaptées aux milieux arides, avec une consommation rare de poissons et de protéines animales. La réduction de la crue a sans doute été compensée par les progrès technologiques de la civilisation égyptienne (chadouf, drainage) qui ont rendu possible la mise en culture de nouvelles terres / Egypt is an arid territory, which essentially depends on the Nile river for the irrigation of its agricultural lands. The temporal variability of the river flood thus may have affected directly the dynamics of the Egyptian population. Here, this hypothesis is tested by studying the variation of the climate during Ancient Egypt concurrently to indicators of the life habits of the Egyptians. The variation with time of the δ18Ow of the Nile water is reconstructed from the δ18Op of the apatite phosphate of Egyptian mummies. The increase of +3 ‰ in the Nile water δ18Ow between the predynastic period (5500BP) and the Greco-Roman Period (2000BP) is caused by a change in the conditions of precipitation above the Nile sources. This increase can be the result of an increase in temperature of about +2 °C or of a decrease in the monthly amount of precipitation of about 140 mm. Here, the hypothesis of aridification is preferred: in effect, δ18Op measures on Nile fishes permit to infer a Nile water temperature at the Greco-Roman Period similar to the present-day one. The climatic change seems to have had little impact on the Egyptian civilization. In effect the Egyptian population increases considerably during the selected period and its diet remains funded on C3- plants, feebly adapted to arid environments, with a rare consumption of fishes or other animal protein. The decrease of the flood was admittedly compensated by the technological advances of the Egyptian civilization (shaduf, drainage) which allowed the cultivation of newly reclaimed lands

La cité d'Alexandrie s'est développée sur un cordon littoral étroit, baigné au sud par le Maryut, lagune du delta du Nil qui s'est trouvée ainsi au coeur de l'économie industrielle et commerciale de la cité et de son arrière-pays depuis l'antiquité jusqu'à aujourd'hui. Dans ce riche contexte géo-archéologique, l'objectif de cette thèse de géomorphologie littorale a été de proposer une clef de lecture environnementale de l'histoire de l'occupation de la région du Maryut. L'analyse bio-sédimentologique des archives sédimentaires datées au radiocarbone, ainsi que la mesure du rapport isotopique du strontium dans des coquilles d'ostracode ont été utilisées pour reconstituer l'évolution hydrologique et géographique de la lagune à l'Holocène. La dépression du Maryut est transgressée par la mer vers 7,5 ka cal. BP. Les apports du Nil deviennent ensuite progressivement dominant dans le budget hydrologique, parallèlement à la progradation du littorale deltaïque. A partir de 5,5 ka cal. BP, nos données décrivent le retour progressif de conditions marines dominantes, associées à la réduction des débits du Nil, dans le contexte de la terminaison de la Période Africaine Humide. Cette lagune marine apparaît pérenne jusque 3ka cal BP, puis, dans le courant du 3ème millénaire BP, les intrants nilotiques redeviennent prépondérant. Ensuite, les archives sédimentaires et les données historiques disponibles décrivent une histoire environnementale contrastée est apparue corrélée à des phases de dynamisme et de récession agricole et met en évidence, selon nous, l'impact croissant des pratiques d'irrigation sur le fonctionnement du Maryut, situé en terminaison de la chaîne hydraulique. / The ancient city of Alexandria was founded upon a narrow beach ridge, washed by the Maryut to the south. This Nile delta lagoon has been at the heart of the industrial and commercial economies of the city from Antiquity through to present day. Against the backdrop of this rich geoarchaeological context, the aim of this coastal geomorphology thesis is to elucidate the environmental history of the Maryut region.We have reconstructed the hydrological and geographical evolution of the lagoon during the Holocene using: (1) bio-sedimentology of radiocarbon-dated sediment archives; and (2) strontium isotopes in ostracod shells. The Maryut basin was transgressed by the sea around 7.5 ka cal. BP. Progressively, Nile inputs became dominant in the lagoon's hydrological budget, concomitant with the coastal progradation of the delta. After 5.5 ka cal. BP, our data attest to a gradual return to dominant marine conditions, which we link to a reduction in Nile flow in the context of the end of the African Humid Period. This marine lagoon seems to have been perennial until 3 ka cal. BP before Nile inflow became dominant, from the 3rd millennium BP until 0.8-0.9 ka cal. BP. The sediment archives and the historical data support an important retraction of the waterbody around 1 ka cal. BP, recorded by evaporite deposits. This was followed by a new highstand around 0.7 ka cal. BP before a retraction centred on 0.3-0.2 ka cal. BP. Since around 2000 years, this contrasting environmental history is correlated with phases of agriculture peaks and recessions and shows the increasing impact of irrigation practices on the functioning of the Maryut, located at the end of the hydrological conveyor.

Ma thèse a porté sur l’étude des activités enzymatiques impliquées dans la formation de la coiffe de deux virus à ARN: le virus du Nil Occidental (WNV) et le métapneumovirus humain (hMPV). Ces virus codent pour des enzymes assurant l’ajout de la coiffe de type-1 (m7GpppN2’Om) à l’extrémité 5’ de leur ARNm.Le domaine N-terminal de la protéine NS5 (NS5MTase) du WNV porte les activités N7- et 2’O-méthyltransférases (N7- et 2’O-MTases) et il a été proposé que NS5MTase puisse également porter l’activité guanylyltransférase (GTase). J’ai identifié in vitro des résidus clés impliqués dans l’interaction entre NS5MTase et des ARN substrats de chaque activité MTase. Nos résultats démontrent que le site de fixation de la coiffe est nécessaire lors de la 2’O-méthylation et ne l’est pas pour la N7-méthylation. En parallèle, j’ai recherché des résidus catalytiques de la GTase par la méthode de génétique inverse. Des résultats préliminaires indiquent que la mutation K29A induit un défaut de réplication. Ce résidu pourrait donc être impliqué dans l’activité GTase de NS5MTase.Concernant hMPV, j’ai effectué une analyse fonctionnelle du domaine CR-VI+ de la protéine L. J’ai démontré que CR-VI+ possède les activités N7- et 2’O-MTases et j’ai identifié les résidus impliqués dans le recrutement de l’ARNm. L’ordre de méthylation est non canonique avec la 2’O-méthylation qui précède la N7-méthylation. Enfin, j’ai également démontré que CR-VI+ possède une activité d’hydrolyse du GTP.Ce travail démontre que ces MTases possèdent 2 voire 3 des activités enzymatiques nécessaires à la formation de la coiffe, et représentent donc une cible de choix pour le développement d’inhibiteurs. / My PhD project is focus on the study of the enzymatic activities involved in the RNA capping pathway of two RNA viruses: the West Nile Virus (WNV) and the human metapneumovirus (hMPV). These viruses encode for enzymes allowing the addition of a cap-1 structure (m7GpppN2’Om) to their mRNA 5’ ends. The NS5 N-terminal domain (NS5MTase) of WNV harbours the N7- and 2’O-methyltransferase activities (N7- and 2’O-MTase); and it has been proposed that NS5MTase also bears a guanylyltransferase activity (GTase). I have identified residues involved in the NS5MTase interaction sites with their RNAs substrate. My assays demonstrate the importance of the cap-binding site for the 2’O-methylation but not for the N7-methylation. In parallel, I have tried to identify putative catalytic residues of the GTase activity by reverse genetics. Preliminary results suggest that NS5MTase K29 could be a catalytic residue.Concerning hMPV, I performed a functional analysis of CR-VI+ domain of the protein L. I demonstrated that the CR-VI+ domain harbours the N7- and 2’O-MTase activities and identified the residues involved in the mRNA recruitment. I showed that the methylation order is not canonical with the 2’O-methylation preceding the N7-methylation. Finally, I showed that the domain harbours an additional GTP hydrolysis activity, representing the first step of RNA cap formation for Mononegavirales.This work demonstrates that this MTase domains harbour 2 or 3 of the enzymatic activities required for viral RNA cap synthesis and represent attractive targets for the development of antivirals.

The aim of the present work was to design and fabricate all purpose, positioning-tolerant and efficient interconnects between single-mode fibers and integrated waveguides out of polymers. The developed structures are part of the optical packaging of integrated optical chips. Integrated optics have gathered tremendous interest throughout recent years from research as well as from the industry, and most likely the demand will further grow in the future. Today’s trend is to establish optical data communication not only in far-distance transmission but also in end-user or so called fiber-to-home configurations, or, in the near future, also on board or even chip level. In addition, integrated optical sensors are gaining more and more importance. In the future, lab-on-a-chip systems may be able to simplify and accelerate analysis methods within health care or allow for a continuous monitoring of almost any environmental variable. All these applications call for robust optical packaging solutions. Many integrated optical chips are using a silicon-on-insulator design. Technologies which were originally intended for the manufacturing of integrated circuits can be utilized for the fabrication of such silicon-on-insulator chips. Point-of-care testing, which is a considerable part of bio-sensing, in some cases only allows the use of disposable transducer elements. The fabrication of these transducers, also including almost all other system parts, may be possible using polymers. Alternative fabrication methods like nanoimprint lithography can be applied for the patterning of polymers. With these, the extension of already known working principles or even entirely new device architectures become feasible for mass production. The direct patterning of polymers by means of nanoimprint was used to fabricate interconnects for integrated waveguides. In contrast to conventional lithography approaches, where a patterned resist layer is used as a masking layer for subsequent process steps, direct patterning allows the immediate use of the structures as functional elements. Firstly, nanoimprint allows diffraction-unlimited patterning with nanometer resolutions as well as the replication of complex three-dimensional patterns. These unique properties were used within this work to pattern shallow gratings atop an integrated waveguide within only one single manufacturing step. The gratings are used as coupling elements and can be utilized either to couple light from external elements to the chip or vice versa. Considerations regarding the optical effects on single-mode polymer waveguides as well as grating couplers were obtained from simulation. They are specific to the chosen design and the used polymer and cannot be found elsewhere so far. Compared to similar designs and fabrication strategies proposed in literature, the ones followed here allow for a higher efficiency. The dimensions and process windows obtained from simulation did serve as a basis for the subsequent fabrication of the grating couplers. All steps which are necessary to turn the calculated design into reality, ranging from master fabrication, to working mold cast and imprint, are shown in detail. The use of a working mold strategy is of crucial importance for the fabrication process and is discussed in detail. The use of a working mold preserves a costly master and further allows for a cost-efficient production. Parameters which are relevant for the production as well as for the final polymer patterns were analyzed and discussed. On the basis of the obtained data, a process optimization was performed. The optical characterization was also part of the presented work. A comparison with the results obtained from simulation is included and additional effects were revealed. Most of them may be subject to further improvement in future designs. In summary, the present work contributes to the field of optical packaging. It shows a viable route for the design and fabrication of interconnects of single-mode polymer waveguides. The presented design can be used as a building block which can be placed at almost any positions within an integrated optical chip. The fabrication method includes a minimum number of process steps and is still able to increase performance compared to similar approaches. Moreover, all process steps allow for scaling and are potential candidates for mass production.

Following the hierarchical nature of forest resource management, the present work focuses on the natural forest cover at various abstraction levels of details, i.e. categorical land use/land cover (LU/LC) level and a continuous empirical estimation of local operational level. As no single sensor presently covers absolutely all the requirements of the entire levels of forest resource assessment, multisource imagery (i.e. RapidEye, TERRA ASTER and LANDSAT TM), in addition to other data and knowledge have been examined. To deal with this structure, an object-based image analysis (OBIA) approach has been assessed in the destabilized Blue Nile region of Sudan as a potential solution to gather the required information for future forest planning and decision making. Moreover, the spatial heterogeneity as well as the rapid changes observed in the region motivates the inspection for more efficient, flexible and accurate methods to update the desired information. An OBIA approach has been proposed as an alternative analysis framework that can mitigate the deficiency associated with the pixel-based approach. In this sense, the study examines the most popular pixel-based maximum likelihood classifier, as an example of the behavior of spectral classifier toward respective data and regional specifics. In contrast, the OBIA approach analyzes remotely sensed data by incorporating expert analyst knowledge and complimentary ancillary data in a way that somehow simulates human intelligence for image interpretation based on the real-world representation of the features. As the segment is the basic processing unit, various combinations of segmentation criteria were tested to separate similar spectral values into groups of relatively homogeneous pixels. At the categorical subtraction level, rules were developed and optimum features were extracted for each particular class. Two methods were allocated (i.e. Rule Based (RB) and Nearest Neighbour (NN) Classifier) to assign segmented objects to their corresponding classes. Moreover, the study attempts to answer the questions whether OBIA is inherently more precise at fine spatial resolution than at coarser resolution, and how both pixel-based and OBIA approaches can be compared regarding relative accuracy in function of spatial resolution. As anticipated, this work emphasizes that the OBIA approach is can be proposed as an advanced solution particulary for high resolution imagery, since the accuracies were improved at the different scales applied compare with those of pixel-based approach. Meanwhile, the results achieved by the two approaches are consistently high at a finer RapidEye spatial resolution, and much significantly enhanced with OBIA. Since the change in LU/LC is rapid and the region is heterogeneous as well as the data vary regarding the date of acquisition and data source, this motivated the implementation of post-classification change detection rather than radiometric transformation methods. Based on thematic LU/LC maps, series of optimized algorithms have been developed to depict the dynamics in LU/LC entities. Therefore, detailed change “from-to” information classes as well as changes statistics were produced. Furthermore, the produced change maps were assessed, which reveals that the accuracy of the change maps is consistently high. Aggregated to the community-level, social survey of household data provides a comprehensive perspective additionally to EO data. The predetermined hot spots of degraded and successfully recovered areas were investigated. Thus, the study utilized a well-designed questionnaire to address the factors affecting land-cover dynamics and the possible solutions based on local community's perception. At the operational structural forest stand level, the rationale for incorporating these analyses are to offer a semi-automatic OBIA metrics estimates from which forest attribute is acquired through automated segmentation algorithms at the level of delineated tree crowns or clusters of crowns. Correlation and regression analyses were applied to identify the relations between a wide range of spectral and textural metrics and the field derived forest attributes. The acquired results from the OBIA framework reveal strong relationships and precise estimates. Furthermore, the best fitted models were cross-validated with an independent set of field samples, which revealed a high degree of precision. An important question is how the spatial resolution and spectral range used affect the quality of the developed model this was also discussed based on the different sensors examined. To conclude, the study reveals that the OBIA has proven capability as an efficient and accurate approach for gaining knowledge about the land features, whether at the operational forest structural attributes or categorical LU/LC level. Moreover, the methodological framework exhibits a potential solution to attain precise facts and figures about the change dynamics and its driving forces. / Da das Waldressourcenmanagement hierarchisch strukturiert ist, beschäftigt sich die vorliegende Arbeit mit der natürlichen Waldbedeckung auf verschiedenen Abstraktionsebenen, das heißt insbesondere mit der Ebene der kategorischen Landnutzung / Landbedeckung (LU/LC) sowie mit der kontinuierlichen empirischen Abschätzung auf lokaler operativer Ebene. Da zurzeit kein Sensor die Anforderungen aller Ebenen der Bewertung von Waldressourcen und von Multisource-Bildmaterialien (d.h. RapidEye, TERRA ASTER und LANDSAT TM) erfüllen kann, wurden zusätzlich andere Formen von Daten und Wissen untersucht und in die Arbeit mit eingebracht. Es wurde eine objekt-basierte Bildanalyse (OBIA) in einer destabilisierten Region des Blauen Nils im Sudan eingesetzt, um nach möglichen Lösungen zu suchen, erforderliche Informationen für die zukünftigen Waldplanung und die Entscheidungsfindung zu sammeln. Außerdem wurden die räumliche Heterogenität, sowie die sehr schnellen Änderungen in der Region untersucht. Dies motiviert nach effizienteren, flexibleren und genaueren Methoden zu suchen, um die gewünschten aktuellen Informationen zu erhalten. Das Konzept von OBIA wurde als Substitution-Analyse-Rahmen vorgeschlagen, um die Mängel vom früheren pixel-basierten Konzept abzumildern. In diesem Sinne untersucht die Studie die beliebtesten Maximum-Likelihood-Klassifikatoren des pixel-basierten Konzeptes als Beispiel für das Verhalten der spektralen Klassifikatoren in dem jeweiligen Datenbereich und der Region. Im Gegensatz dazu analysiert OBIA Fernerkundungsdaten durch den Einbau von Wissen des Analytikers sowie kostenlose Zusatzdaten in einer Art und Weise, die menschliche Intelligenz für die Bildinterpretation als eine reale Darstellung der Funktion simuliert. Als ein Segment einer Basisverarbeitungseinheit wurden verschiedene Kombinationen von Segmentierungskriterien getestet um ähnliche spektrale Werte in Gruppen von relativ homogenen Pixeln zu trennen. An der kategorische Subtraktionsebene wurden Regeln entwickelt und optimale Eigenschaften für jede besondere Klasse extrahiert. Zwei Verfahren (Rule Based (RB) und Nearest Neighbour (NN) Classifier) wurden zugeteilt um die segmentierten Objekte der entsprechenden Klasse zuzuweisen. Außerdem versucht die Studie die Fragen zu beantworten, ob OBIA in feiner räumlicher Auflösung grundsätzlich genauer ist als eine gröbere Auflösung, und wie beide, das pixel-basierte und das OBIA Konzept sich in einer relativen Genauigkeit als eine Funktion der räumlichen Auflösung vergleichen lassen. Diese Arbeit zeigt insbesondere, dass das OBIA Konzept eine fortschrittliche Lösung für die Bildanalyse ist, da die Genauigkeiten - an den verschiedenen Skalen angewandt - im Vergleich mit denen der Pixel-basierten Konzept verbessert wurden. Unterdessen waren die berichteten Ergebnisse der feineren räumlichen Auflösung nicht nur für die beiden Ansätze konsequent hoch, sondern durch das OBIA Konzept deutlich verbessert. Die schnellen Veränderungen und die Heterogenität der Region sowie die unterschiedliche Datenherkunft haben dazu geführt, dass die Umsetzung von Post-Klassifizierungs- Änderungserkennung besser geeignet ist als radiometrische Transformationsmethoden. Basierend auf thematische LU/LC Karten wurden Serien von optimierten Algorithmen entwickelt, um die Dynamik in LU/LC Einheiten darzustellen. Deshalb wurden für Detailänderung "von-bis"-Informationsklassen sowie Veränderungsstatistiken erstellt. Ferner wurden die erzeugten Änderungskarten bewertet, was zeigte, dass die Genauigkeit der Änderungskarten konstant hoch ist. Aggregiert auf die Gemeinde-Ebene bieten Sozialerhebungen der Haushaltsdaten eine umfassende zusätzliche Sichtweise auf die Fernerkundungsdaten. Die vorher festgelegten degradierten und erfolgreich wiederhergestellten Hot Spots wurden untersucht. Die Studie verwendet einen gut gestalteten Fragebogen um Faktoren die die Dynamik der Änderung der Landbedeckung und mögliche Lösungen, die auf der Wahrnehmung der Gemeinden basieren, anzusprechen. Auf der Ebene des operativen strukturellen Waldbestandes wird die Begründung für die Einbeziehung dieser Analysen angegeben um semi-automatische OBIA Metriken zu schätzen, die aus dem Wald-Attribut durch automatisierte Segmentierungsalgorithmen in den Baumkronen abgegrenzt oder Cluster von Kronen Ebenen erworben wird. Korrelations- und Regressionsanalysen wurden angewandt, um die Beziehungen zwischen einer Vielzahl von spektralen und strukturellen Metriken und den aus den Untersuchungsgebieten abgeleiteten Waldattributen zu identifizieren. Die Ergebnisse des OBIA Rahmens zeigen starke Beziehungen und präzise Schätzungen. Die besten Modelle waren mit einem unabhängigen Satz von kreuz-validierten Feldproben ausgestattet, welche hohe Genauigkeiten ergaben. Eine wichtige Frage ist, wie die räumliche Auflösung und die verwendete Bandbreite die Qualität der entwickelten Modelle auch auf der Grundlage der verschiedenen untersuchten Sensoren beeinflussen. Schließlich zeigt die Studie, dass OBIA in der Lage ist, als ein effizienter und genauer Ansatz Kenntnisse über die Landfunktionen zu erlangen, sei es bei operativen Attributen der Waldstruktur oder auch auf der kategorischen LU/LC Ebene. Außerdem zeigt der methodischen Rahmen eine mögliche Lösung um präzise Fakten und Zahlen über die Veränderungsdynamik und ihre Antriebskräfte zu ermitteln.

In den letzten Jahren erreichten viele neue (emerging) Viren Europa, die zum Teil (z.T.) zoonotisch auf den Menschen übertragbar sind. So musste man sich mit Geflügel- und Schweinegrippe, Blauzungenkrankheit, Infektiöser Anämie der Einhufer oder auch SARS (severe acute respiratory syndrome) auseinandersetzen. Bedingt durch verschiedene Faktoren, wie Klimawandel oder zunehmende Globalisierung und damit einhergehendem Verkehr zwischen den Kontinenten verbesserten sich auch die Bedingungen für die Virusverbreitung, so dass viele für Deutschland untypische Krankheitserreger auch hier auftraten. Das West-Nil-Virus (WNV) ist in Europa bereits endemisch verbreitet und könnte somit eine besondere Gefahr für Deutschland darstellen. Es ist ein bekannter Zoonose-Erreger, und sein Eintrag und die rasche Verbreitung des Virus in Amerika 1999 zeigten wie gefährlich neue Viren in naiven Populationen sein können. Über die Verbreitung des Virus in Deutschland gibt es nur wenige Studien z.B. des Robert-Koch-Instituts (LINKE et al. 2007a) und des Friedrich-Loeffler-Instituts (SEIDOWSKI et al. 2010), wobei in keiner Studie tote Vögel als Untersuchungsmaterial genutzt wurden. Da das WNV in Amerika mit einem auffälligen Vogelsterben einherging, ist es naheliegend, den Virusnachweis zuerst bei toten Vögeln zu erbringen.

Grundlage der vorliegenden Arbeit ist die Überlegung, dass eine Möglichkeit, die Spezifität der bisher angewendeten Verfahren zur West-Nil-Virus-Diagnostik zu verbessern, in der Anwendung rekombinanter WNV-spezifischer Antigene besteht. Die unter anderem auf bioinformatischen Methoden basierende Identifikation von potenziellen B-Zell-Epitopen und Auswahl entsprechender Sequenzabschnitte richtete sich dabei gezielt auf immunogene Bereiche, die innerhalb der Gruppe der Flaviviren einen ausreichenden Sequenzunterschied zu allen weiteren sequenzverwandten Erregern, zusammengefasst im Japanische Enzephalitis-Serokomplex, boten. Drei ausgewählte Bereiche innerhalb der Strukturproteinsequenz, bezeichnet als prM, Cnat und Cme, sollten mit Hilfe des Expressionssystems Pichia pastoris bzw. Escherichia coli rekombinant exprimiert werden. Nach Erarbeitung optimaler Expressionsbedingungen folgte die affinitätschromatografische Reinigung der im weiteren Verlauf zur Immunisierung von Balb/c-Mäusen eingesetzten Polypeptide. Die gewonnenen Seren der nach verschiedenen Immunisierungsprotokollen geimpften Mäuse wurden im Anschluss immunologisch untersucht. Es zeigte sich, dass die rekombinanten Derivate des Capsid-Proteins eine deutliche Serokonversion hervorriefen. Analysen der mit Cnat und MBP-Cme immunisierten Mausseren wiesen vorhandene peptidspezifische sowie virusspezifische Antikörper nach. Der Einsatz dieser gewonnenen Peptidantigene im indirekten ELISA-Testsystem zur Detektion WNV-spezifischer Antikörper unter Verwendung humaner WNV-IgG-positiver Serumproben zeigte positive Resultate. Im Gegensatz hierzu führte die Immunisierung mit prM lediglich zu einer unspezifischen murinen Antikörperbildung. Die Unterscheidung zwischen WNV-positiven und WNV negativen Humanseren war unter Verwendung des rekombinanten Antigens prM nicht möglich. Im Ergebnis zeigten zwei der drei in dieser Arbeit rekombinant erstellten Strukturproteinabschnitte ihr immunologisches Potenzial in der Generierung muriner WNV spezifischer Antikörper. Zudem konnte mit der Expression der WNV-spezifischen C Protein Antigene ein Beitrag zur Etablierung eines indirekten ELISA-Testsystems zur Detektion WNV-bedingter Humaninfektionen geleistet werden.:Inhaltsverzeichnis Bibliografische Darstellung V Abkürzungsverzeichnis VI Abbildungsverzeichnis IX Tabellenverzeichnis X Formelverzeichnis XII 1 Einleitung 1 1.1 West-Nil-Virus: Relevanz und epidemiologische Aspekte 1 1.2 Virale Struktur und Replikation 3 1.3 West-Nil-Virus-Erkrankung: Prädiktion, Pathogenese und Krankheitsbild 7 1.4 Diagnostik von West-Nil-Virus-Infektionen 9 1.5 Zielstellung 12 2 Materialien 13 2.1 Versuchstiere, Bakterien-, Hefe- und Virusstämme 13 2.2 Vektoren und Oligonukleotide 13 2.3 Reagenzsysteme, Standards und Enzyme 15 2.4 Antikörper 16 2.5 Feinchemikalien und Reagenzien 16 2.6 Puffer und Lösungen 19 2.7 Nährmedien 20 2.8 Verbrauchsmaterialien und Technische Ausstattung 21 3 Methoden 25 3.1 Molekularbiologische Methoden 25 3.1.1 Reverse Transkription 25 3.1.2 Polymerase-Kettenreaktion (PCR) 25 3.1.3 DNA-Sequenzierung 28 3.1.4 Agarose-Gelelektrophorese 28 3.1.5 DNA-Reinigung 29 3.1.6 Bestimmung der DNA-Konzentration 29 3.1.7 Restriktionsverdau 29 3.1.8 Ligation 30 3.2 Arbeiten mit E. coli 31 3.2.1 Kultivierung und Lagerung 31 3.2.2 Herstellung kompetenter E. coli-Zellen 31 3.2.3 Transformation von Plasmid-DNA in kompetente E. coli-Zellen 31 3.2.4 Plasmidpräparation aus E. coli 31 3.2.5 Expression rekombinanter Proteine in E. coli 32 3.3 Arbeiten mit P. pastoris 32 3.3.1 Kultivierung und Lagerung 32 3.3.2 Herstellung kompetenter P. pastoris-Zellen 32 3.3.3 Transformation von Plasmid-DNA in kompetente P. pastoris-Zellen 33 3.3.4 Expression rekombinanter Proteine in P. pastoris 33 3.4 Biochemische Methoden 34 3.4.1 Proteinextraktion aus Bakterienzellen 34 3.4.2 Proteinextraktion aus Hefezellen 35 3.4.3 Proteinfällung mittels Trichloressigsäure (TCA) 35 3.4.4 SDS-Polyacrylamidgelelektrophorese (SDS-PAGE) 35 3.4.5 Silberfärbung 37 3.4.6 Western Blot 37 3.4.7 Reinigung der rekombinanten Polypeptide aus Proteingemischen 38 3.4.8 Konzentrationsbestimmung von Proteinen 40 3.4.9 Spaltung von MBP-Fusionsproteinen 40 3.4.10 Indirekter Immunfluoreszenztest (IFT) 41 3.4.11 Immunisierung der Balb/c-Mäuse 42 3.4.12 Indirekter ELISA 43 3.4.13 Bestimmung des murinen Antikörpertiters 44 3.4.14 Nachweis humaner Antikörper im Testserum 45 4 Ergebnisse 46 4.1 Definition der ausgewählten Strukturproteinsequenzen 46 4.2 Expression der rekombinanten Polypeptide prM, Cnat und Cme in P. pastoris 47 4.2.1 Klonierung der Expressionsplasmide 47 4.2.2 Transformation von Pichia pastoris 49 4.2.3 Expression der Zielpeptide in P. pastoris 51 4.3 Expression von Cnat und Cme in E. coli 56 4.3.1 Klonierung der Expressionsplasmide 56 4.3.2 Transformation von E. coli 58 4.3.3 Expression der WNV-Sequenzen Cnat und Cme als Fusionsproteine 59 4.3.4 Spaltung der Fusionsproteine mittels Faktor Xa 62 4.3.5 Isolierung der Zielpeptide Cnat und Cme 63 4.4 Untersuchung der Immunogenität der rekombinanten WNV-Polypeptide 66 4.4.1 Immunisierung von Versuchstieren mit rekombinanten WNV-Polypeptiden 66 4.4.2 Analyse der murinen Seren mittels ELISA 66 4.4.3 Erweiterte Analyse des rekombinanten prM-Polypeptids mit Humanseren 67 4.4.4 Erweiterte Analyse der murinen prM-Seren im IFT 69 4.5 Prüfung der rekombinanten Peptidantigene auf ihre Verwendbarkeit in einem WNV-spezifischen Testsystem 69 4.5.1 Untersuchung der humanen Seren S2-S42 mittels ELISA 69 4.5.2 Einsatz von Cnat und MBP-Cme als Antigene zur Untersuchung der humanen Seren S2-S42 im ELISA 70 5 Diskussion 72 5.1 Expression von prM, Cnat und Cme in P. pastoris 73 5.2 Expression von Cnat und Cme in E. coli 77 5.3 Analyse der Immunogenität von prM, Cnat und MBP-Cme 79 5.4 Beitrag zur Etablierung eines indirekten ELISA für die Detektion WNV-spezifischer Antikörper in humanen Serumproben 84 6 Zusammenfassung 90 7 Literaturverzeichnis 94 8 Anhang 104 Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit XIV Danksagung XV Lebenslauf XVI

Einleitung: Das West-Nil-Virus (WNV) ist ein Arbovirus (engl.: arthropod-borne virus) aus der Familie der Flaviviridae. Vorrangig wird das WNV in einem Vogel-Stechmücken-Vogel-Zyklus übertragen, allerdings können auch Pferde und Menschen als Fehlwirte infiziert werden (CHANCEY et al. 2015). Bei etwa 8–10 % der infizierten Equiden kommt es zum Auftreten neurologischer Symptome mit teils schweren und fatalen Krankheitsverläufen (BUNNING et al. 2004). Im Jahr 2018 wurden die ersten zwei equinen WNV-Infektionen in Deutschland nachgewiesen (ZIEGLER et al. 2019). Alle seither gemeldeten equinen WNV-Infektionen konzentrieren sich auf den mitteldeutschen Raum (TSIS 2022). Informationen zur Seroprävalenz der WNV-Infektionen in der hiesigen Pferdepopulation existieren jedoch nicht. Ziele der Untersuchung: Anhand einer Querschnittsstudie sollte die Seroprävalenz equiner WNV-Infektionen in einem Gebiet mit erwarteter Viruszirkulation bestimmt werden. Darüber hinaus sollte die Seroprävalenz in Landkreisen mit gemeldeten equinen Infektionen (Fall-Landkreisen, LK) und solchen ohne bisher registrierte equine WNV-Infektionen (Kontroll-LK) verglichen werden. In einem zweiten Studienteil sollten anhand der Erhebung pferde- und betriebsspezifischer Daten sowie Informationen zum individuellen und betrieblichen Mückenmanagement Risikofaktoren für eine WNV-Infektion von Pferden in Mitteldeutschland ermittelt werden. Tiere, Material und Methoden: Im Jahr 2020 wurde ein Studiengebiet mit neun Landkreisen (LK) aus drei Bundesländern definiert. In sechs Fall-LK wurden in den Jahren 2018/2019 equine WNV-Infektionen registriert, während in drei Kontroll-LK keine registrierten Fälle vorlagen. Pferdehalter mit fünf und mehr gemeldeten Equiden wurden zur freiwilligen Teilnahme an der Studie eingeladen. Eingeschlossen wurden klinisch gesunde Pferde, die mindestens 12 Monate alt, nicht gegen das WNV geimpft und dauerhaft in der Region gehalten wurden. Alle Seren wurden in einem kompetitiven ELISA (cELISA) auf flavivirenspezifische Antikörper untersucht. Um akute Infektionen zu detektieren, wurden alle reaktiven Seren (positiv und fraglich) weiterhin auf das Vorliegen von IgM-Antikörper untersucht. Verifiziert wurden die cELISA-reaktiven Seren im Neutralisationstest (VNT). Analysiert wurde neben WNV auch das mit ihm serologisch eng verwandte Usutu-Virus (USUV) und das Frühsommer-Meningoenzephalitis-Virus (FSMEV). Für die Risikofaktorenanalyse wurden epidemiologische Daten in Form eines Fragebogens für alle teilnehmenden Pferde erhoben und statistisch mittels Logistischer Regression ausgewertet. Ergebnisse: Zwischen September und November 2020 wurden 940 Pferde aus 127 Betrieben beprobt. Insgesamt 106 Seren waren im cELISA reaktiv; hiervon wurden bei sechs Pferden IgM-Antikörper festgestellt. Im VNT zeigten 54/106 Pferden neutralisierende Antikörper gegen das WNV, 35/106 Pferden Antikörper gegen das FSMEV und 8/106 Seren neutralisierten das USUV. Die WNV-Seroprävalenz lag auf Pferde-Ebene bei 5,8 % und auf Betriebsebene bei 21,3 %, In den Fall-LK war die Seroprävalenz mit 7,2 % signifikant höher als in den Kontroll-LK mit 2,7 %. Seropositive Pferde konnten in allen sechs Fall-LK, und in zwei der drei Kontroll-LK ermittelt werden. Das Regressionsmodell zeigte einen signifikanten Einfluss auf die Seropositivität für sechs Variablen. Der Typus Pony und eine zunehmende WNV-Impfdichte im Betrieb verringerten die Wahrscheinlichkeit der Seropositivität, während die Haltung in einem Fall-LK, 24h Zugang zum Auslauf, die Existenz eines Unterstandes im Auslauf und die Verwendung einer Fliegendecke die Wahrscheinlichkeit der Seropositivität erhöhten. Schlussfolgerungen: Die Ergebnisse bestätigen eine WNV-Zirkulation in Mitteldeutschland mit einer Seroprävalenz von 5,8 % in der lokalen Pferdepopulation. Neben dem WNV zirkulieren mit FSMEV und USUV mindestens zwei weitere eng verwandte Flaviviren in der Region, wovon die durch das FMEV ausgelöste FSME als Differentialdiagnose für Erkrankungen mit neurologischen Erscheinungsformen in Betracht gezogen werden sollte. In Bezug auf die Risikofaktoren bleibt fraglich, ob Ponys einem reduzierten Risiko der Infektion unterliegen. Die Haltung in Landkreisen mit bereits registrierten equinen WNV-Infektionen sowie ein permanenter Zugang zum Auslauf in der insektenreichen Zeit von April bis November steigert das Risiko einer WNV-Infektion für Pferde.:1 Einleitung 2 Literaturübersicht 2.1 Das West-Nil-Virus 2.1.1 Virusstruktur und Taxonomie 2.1.2 Übertragung 2.1.3 Epidemiologie 2.1.4 Pathogenese und Pathologie 2.1.5 Immunologie 2.1.6 Diagnostik 2.1.7 Klinische Symptomatik 2.1.8 Therapie und Prophylaxe 2.1.9 Tierseuchenrechtliche Regelung equiner WNV-Infektionen 2.2 Das Frühsommer-Meningoenzephalitis-Virus 2.2.1 Virusstruktur und Taxonomie 2.2.2 Übertragung 2.2.3 Epidemiologie 2.2.4 Pathogenese und Immunologie 2.2.5 Diagnostik 2.2.6 Klinische Symptomatik 2.3 Das Usutu-Virus 2.3.1 Virusstruktur und Taxonomie 2.3.2 Übertragung 2.3.3 Epidemiologie 2.3.4 Pathogenese und Immunologie 2.3.5 Diagnostik 2.3.6 Klinische Symptomatik 3 Ziele der Studie 4 Publikation 4.1 Stellungnahme zum Eigenanteil 4.2 Ergänzende Daten der Publikation 4.2.1 Tabelle 1: Beschreibung teilnehmender Betriebe 4.2.2 Tabelle 2: Deskriptive Statistik auf Pferde-Ebene 4.2.3 Tabelle 3: Laborergebnisse Serologie 4.2.4 Tabelle 4: Univariate Analyse 4.2.6 Tabelle 5: Logistische Regression 5 Diskussion 5.1 WNV-Seroprävalenz 5.1.1 Vergleich innerhalb Europas 5.1.2 Vergleich zwischen Fall- und Kontroll-Landkreisen 5.2 Verbreitung FSMEV 5.3 Verbreitung USUV 5.4 Risikofaktoren für WNV-Seropositivität 5.4.1 Typus 5.4.2 Landkreise 5.4.3 Haltungsform und die Existenz eines Unterstandes 5.4.4 WNV Impfdichte im Betrieb 5.4.5 Nutzung einer Fliegendecke 6 Zusammenfassung 7 Summary 8 Literaturverzeichnis 9 Danksagung

When France rejected to join the Great Britain in military intervention in Egypt in 1882, the British decided to put down the policy of dual control in Egypt. This decision influenced the mutual relations of both countries for more than twenty years. The aim of this thesis was to analyse the attitude of France towards the British presence in Egypt. Thesis deals with development of the mutual British-French relations from 1882 to 1904 with regard to their interests in Egypt and Upper Nile valley. Through the signature of the Entente cordiale on April 8, 1904 France and Great Britain settled their colonial disputes and started the mutual cooperation, which inaugurated the formation of the blocks which clashed in the First World War in 1914.