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Ionisierende Strahlung verursacht in Abhängigkeit von den strahlenphysikalischen Eigenschaften der Radionuklide Zellschäden unterschiedlicher Komplexität. An humanen Lymphozyten wurde untersucht, ob die biologische Wirksamkeit von Alpha- und Betastrahlung sowie der Einfluss von Doxorubicin der Qualität des Strahlenschadens zugewiesen werden kann. Die DNA-Schäden und deren Reparatur wurden mit zellbiologischen Methoden quantifiziert.

Concrete is the most widely used material in construction and infrastructure, and is often reinforced by steel to improve tensile strength. Despite its enduring popularity, the material’s inherent weaknesses – namely corrosion damage and material fatigue – combined with ageing infrastructure, poses a challenge to both decision-makers and civil engineers to optimise sustainable infrastructure services. This article explores and synthesises the sustainable potential of maintenance and repair methods using concrete and cement-based composite materials. We draw on published case studies where sustainability assessments have been applied within this field. We also included cases that describe themselves as a type of sustainability assessment, but lack the assessment of all dimensions. Our research aims, firstly, to identify what maintenance interventions were assessed by means of sustainability criteria. Second, it explores the basic conceptual understanding which underlies each sustainability assessment. Third, it analyses the many methodological choices made for system boundaries, selection of indicators, or forms of aggregation. We have applied a systematic literature review to develop evidence-based management knowledge; this shows that current sustainability assessments are diverse regarding system boundaries, their scope, levels of detail, and overall quality. Although there is a trend towards more holistic types of assessment, environmental and economic sustainability dominated our sample, with global warming and energy consumed being most often reported. External costs, if included in the assessment, drive the overall economic score, while life cycle sustainability assessment is applied to only three cases. The most critical and challenging issues were shown to be the long-term orientation of maintenance measures and the complexity of undertaking a truly holistic sustainability assessment. To that end, we have stimulated scholarly discussion on further methodological progress to align with the good practices identified in our review, and call for greater application of these methods in the construction industry.

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Pluripotenz wird durch viele Stammzell-spezifische Transkriptionsfaktoren wie Oct3/4, Nanog und Sox2 sowie deren Funktion in ihrem regulatorischen Netzwerk etabliert und aufrechterhalten. Viele Studien haben gezeigt, wie diese Pluripotenz-assoziierten Faktoren ihre Zielgene regulieren. Dies geschieht durch die Interaktion mit bekannten und unbekannten Interaktionspartnern. In der vorliegenden Arbeit haben wir Zfp819 als einen neuen Pluripotenz-assoziierten Faktor beschrieben und dessen Funktion in pluripotenten Stammzellen untersucht. Im ersten Teil der vorliegenden Arbeit haben wir zwei cDNA-Banken für Yeast two Hybdrid (Y2H)-Assays aus unterschiedlichen pluripotenten Stammzelltypen generiert. Dies hatte zum Ziel, potentielle Interaktionspartner eines Kandidatenproteins zu identifizieren um dadurch Eindrücke über die Funktion des Proteins zu gewinnen. Für die Identifizierung von potentiellen Interaktionspartnern von Zfp819 haben wir die cDNA-Bank aus embryonalen Stammzellen benutzt. Wir konnten 17 putative Interaktionspartner identifizieren und daraus ein hypothetisches „Interaktom“ von Zfp819 generieren. Die Einordnung der putativen Interaktionspartner nach ihrer Gen-Ontologie (GO) ließ vermuten, dass Zfp819 eine Rolle in der Regulation der Transkription, der Aufrechterhaltung der genetischen Integrität und im Zellzyklus bzw. bei der Apoptose spielt. Im zweiten Teil der vorliegenden Arbeit wurde die sehr intensive Expression von Zfp819 in undifferenzierten pluripotenten Zelllinien gezeigt. Desweiteren konnte die Promotorregion von Zfp819 identifiziert werden, und es wurde gezeigt, dass diese mit epigenetischen Mustern ausgestattet ist. Zusätzlich konnten wir Regionen im Zfp819-Gen identifizieren, die für die nukleäre Lokalisation von Zfp819 verantwortlich sind. Desweiteren konnten wir zeigen, dass Zfp819 in der transkriptionellen Repression von spezifischen endogenen, retroviralen Elementen (ERVs) in pluripotenten Zellen eine Rolle spielt. Durch zelluläre und biochemische Studien konnten wir zeigen, dass Zfp819 mit vielen Proteinen interagiert (z.B. Kap1 und Chd4), welche für die Aufrechterhaltung der genomischen Integrität von Bedeutung sind. Tatsächlich resultierte der Verlust von Zfp819 in embryonalen Stammzellen in einer erhöhten Anfälligkeit für DNA-Schäden und in einer verminderten DNA-Reparatur. Zusammenfassend lassen die Identifizierung der Interaktionspartner sowie die Ergebnisse der molekularen und der funktionellen Studien vermuten, dass Zfp819 durch die Unterdrückung von ausgewählten ERVs eine Rolle in der Regulation der genomischen Stabilität von pluripotenten Zellen spielt.

In the present work, the plasma repair for damaged ultra-low-k (ULK) materials, newly developed at the Fraunhofer ENAS, is studied with density functional theory (DFT) and molecular dynamic (MD) methods to obtain new insights into this repair mechanism. The ULK materials owe their low dielectric constant (k-value) to the insertion of k-value lowering methyl groups. During the manufacturing process, the ULK materials are damaged and their k-values increase due to the adsorbtion of hydroxyl groups (OH-damage) and hydrogen atoms (H-damage) that replaced themethyl groups. The first investigation point is the creation of repair fragments. For this purpose the silylation molecules bis(dimethylamino)-dimethylsilane (DMADMS) and octamethylcyclotetrasiloxane (OMCTS) are fragmented. Here, only fragmentation reactions that lead to repair fragments that contain one silicon atom and at least one methyl group were considered. It is shown that the repair fragments that contain three methyl groups are preferred, especially in a methyl rich atmosphere. The effectivity of the obtained repair fragments to cure an OH- and H-damage are investigated with two model systems. The first system consists of an assortment of small ULK-fragments, which is used to scan through the wide array of possible repair reactions. The second system is a silicon oxide cluster that investigates whether the presence of a cluster influences the reaction energies. In both model systems, repair fragments that contain three methyl groups or two oxygen atoms are found to be most effective. Finally, the quantum chemical results are compared to experimental findings to get deeper insight into the repair process.:1. Introduction 2. Theoretical Background 2.1. Ultra-low-k Materials 2.1.1. Definition, Usage and Challenges 2.1.2. k-Restore 2.2. Reaction Theory 2.2.1. Reaction Process 2.2.2. Thermal Influence 3. Computational Methods 3.1. Overview 3.2. Density Functional Theory 3.2.1. Theoretical Background 3.2.1.1. The Schrödinger Equation and the Variational Principle 3.2.1.2. From the Electron Density to the Kohn-Sham Approach 3.2.1.3. Exchange-Correlation Functionals and Basis Sets 3.2.2. Used Program Packages 3.3. ReaxFF 3.3.1. Theoretical Background 3.3.2. Used Program Packages 4. Model System 4.1. Damaged ULK Materials 4.1.1. ULK-Fragments 4.1.2. Silicon Oxide Cluster 4.2. Repair Fragments 4.2.1. Overview 4.2.2. Fragmentation of DMADMS 4.2.3. Fragmentation of OMCTS 4.2.4. Continuing Reactions 5. Results and Discussion 5.1. Reactions between Repair Fragments and ULK-Fragments 5.1.1. Repair of OH-damages 5.1.2. Repair of H-damages 5.1.3. Selected Repair Reactions with Gaussian 5.2. Reactions Between Repair Fragments and Silicon Oxide Cluster 5.2.1. Comparison Between ULK-Fragments and Silicon Oxide Cluster 5.2.2. Comparability of DFT and MD Results 5.3. Comparison with Experimental Results 6. Summary and Outlook A. Appendix A.1. Temperature Influence . A.1.1. Temperature Influence on the DMADMS Fragmentation in Dmol3 A.1.2. Temperature Influence on the OMCTS Fragmentation in Dmol3 . A.2. Tests A.2.1. DMADMS Fragmentation with Gaussian A.2.2. G2 Test Set A.2.3. Calculation Time of the Silicon Oxide Cluster in Dmol3 A.3. Error Analysis A.3.1. Basis Set Superposition Error in Dmol3 A.3.2. Dispersion Correction A.4. Illustration of Defects A.5. Bookmark