In this work, chemical bonding models are developed and extended by the aid of the quantum-chemical position-space analysis. The chemical bonding models are then utilized to rationalize and predict the structure and conducting properties of MgAgAs-type and other intermetallic compounds. Additionally, new position-space bonding indicators are developed.

Ausgehend von den Erkenntnissen zu den traditionellen Lehmbaustoffen sollte untersucht werden, ob sich aus tonmineralhaltigen Rohstoffen, Faserstoffen sowie den Bindemitteln Montanwachsreststoff und Braunkohle hochwertige Formkörper und Schüttgüter herstellen lassen. Dabei hatte die Formgebung mit Hilfe von Agglomerationsprozessen ohne nachfolgende Hochtemperaturprozesse zu erfolgen. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass eine hohe Produktqualität die Bildung stabiler formschlüssiger Bindungen zwischen den Teilchen des Faserstoffes voraussetzt. Diese lassen sich insbesondere mit sehr schlanken Fasern erzielen, für deren Aufbereitung und Modifizierung sich der Doppelschneckenextruder eignet. Die formschlüssigen Bindungen werden durch den Ton sowie die verwendeten Bindemittel stabilisiert, so dass hohe Produktfestigkeiten und teilweise gute Wasserbeständigkeiten erreicht werden. Außerdem zeichnen sich die hergestellten Produkte durch gute Bearbeitungseigenschaften aus.

Die meisten Menschen sind daran interessiert, eine glückliche und befriedigende Partnerschaft zu führen. Die psychologische Forschung hat erbracht, dass vor allem die Kommunikation und das Problemlöseverhalten der Partner in Konfliktsituationen einen entscheidenden Einfluss darauf ausüben, ob eine Paarbeziehung gelingt oder nicht. Seit einiger Zeit werden auch Anpassungsprozesse an Belastungen als wichtige Einflussfaktoren gesehen. Mit dem Konzept des dyadischen Copings liegt ein elaborierter Ansatz zur Belastungsverarbeitung in Partnerschaften vor. Studien zum Effekt dyadischen Copings haben aufgezeigt, dass der partnerschaftliche Umgang mit Belastungen konkurrent und prospektiv mit der Beziehungsqualität zusammenhängt. Ein Manko der bisherigen Forschung zum dyadischen Coping ist die unzureichende Verknüpfung mit anderen Konzepten, die bedeutsam für die Qualität und die Entwicklung von Partnerschaften sind. In den letzten Jahren hat sich das Konzept der Bindung als ein fruchtbarer Ansatz für das Verständnis von Partnerschaften erwiesen. Bindung wird hier verstanden als die bewusst zugängliche kognitive Repräsentation zentraler Merkmale der Paarbeziehung. Der Bindungsstil steht mit zahlreichen partnerschaftsbezogenen Merkmalen in Verbindung, beispielsweise mit der Beziehungsqualität. Im Rahmen der vorliegenden Studie wurde die Hypothese untersucht, dass dyadisches Coping eine Mediatorvariable darstellt und den Effekt des Bindungsstils auf die Beziehungsqualität partiell vermittelt. Daneben wurde explorativ der Frage nachgegangen, ob soziodemographische Merkmale einen vorhandenen Mediationseffekt beeinflussen, d.h. ob moderierte Mediationseffekte bestehen. Hierzu wurde eine Querschnittuntersuchung durchgeführt. Bindungsstil, dyadisches Coping und Beziehungsqualität wurden mittels Selbstbeurteilungsinstrumenten erhoben. In die Regressionsanalysen gingen 192 Personen ein, die sich aktuell in einer Paarbeziehung befanden. Die Ergebnisse bestätigen weitgehend die Annahme, dass dyadisches Coping den Effekt des Bindungsstils auf die Beziehungsqualität partiell vermittelt. Dies gilt insbesondere für das positive dyadische Coping. Dieses wirkte sowohl bei der Bindungsdimension sicher-ängstlich als auch bei der Dimension abhängig-unabhängig als Mediatorvariable. Hingegen fungierte negatives dyadisches Coping nicht als Mediator. Neben diesen beiden wurde auch die neu konstruierte Variable Ratio negatives/positives dyadisches Coping als ein möglicher Mediator untersucht. Für diese Variable zeigten sich Ergebnisse, die denen zum positiven dyadischen Coping vergleichbar sind. Als ein wichtiges Ergebnis ist ferner anzumerken, dass Mediationseffekte fast ausschließlich zu beobachten waren, wenn die Beziehungsqualität im Sinne objektivierbarer, struktureller Merkmale als Kriterium betrachtet wurde. Wurde die Beziehungszufriedenheit, d.h. die subjektive, evaluative Komponente, als Kriterium herangezogen, ergaben sich direkte Effekte des Bindungsstils und nicht vermittelte. Daneben zeigte sich, dass soziodemographische Merkmale einige der erzielten Mediationseffekte moderierend beeinflussen. Trotz der bestehenden Einschränkungen der Studie, die vor allem in dem Querschnittdesign zu sehen sind, lässt sich anhand der erzielten Ergebnisse sagen, dass Bindung und dyadisches Coping bedeutsame Einflussfaktoren der Beziehungsqualität darstellen. Ferner zeigt die Studie erstmals auf, dass dyadisches Coping, welches in erheblichem Maße Prozesse des Helfens und Unterstützens umfasst, den Effekt des eigenen Bindungsstils auf die eigene erlebte partnerschaftliche Beziehungsqualität vermittelt. Als solches weist die Studie auf ein mögliches neues Themenfeld der Forschung zu Bindung, Bewältigung und Unterstützung im Kontext von Partnerschaften hin. / Most people are interested in a happy, satisfying intimate relationship. Psychological research has shown that a couple's communication and problem solving behavior are the most influential ingredients of a happy partner relationship. However, recent research has provided support that stressful events and adaptive processes also influence the quality of a couple's relationship. One well-developed concept for describing adaptation to stress in couples is dyadic coping. Research has shown that dyadic coping predicts relationship quality concurrently as well as longitudinally. One limitation of the available research on dyadic coping is the lack of associations with other relevant determinants and processes influencing the success of a relationship. One such concept is attachment, which has received much attention in the recent years. Attachment, as it is understood here, comprises the conscious mental representation of central characteristics of an intimate relationship. Many studies have shown that attachment style is related to diverse relationship characteristics, e.g. relationship quality. This study investigated the hypothesis that dyadic coping partially mediates the effect of attachment style on relationship quality. Additionally, moderated mediation effects were tested, i.e. it was investigated whether certain sociodemographic characteristics would moderate the mediation effect. The study employed a cross-sectional design. Attachment style, dyadic coping, and relationship quality were assessed using self-report questionnaires. The study sample comprised 192 persons living in a lasting, intimate relationship. Regression analyses were conducted to test for mediation effects. The results confirm the general hypothesis that dyadic coping partially mediates the effect of attachment style on relationship quality. This effect occurs when positive dyadic coping is regarded as a mediating variable. This variable partially mediates the effect of the attachment dimensions secure-fearful and dependent-independent. Negative dyadic coping did not act as a mediator. In addition, a relational index, ratio negative/positive dyadic coping, was constructed. The results for this variable paralleled those found for positive dyadic coping. Importantly, the mediating effect of the variables positive dyadic coping and ratio dyadic coping emerged almost exclusively when relationship quality, i.e. the observable and structural aspects of a relationship, was used as the criterion variable. Almost no mediation effects occurred when relationship satisfaction, i.e. the subjective evaluative component, was used as the criterion. Furthermore, sociodemographic characteristics moderated some of the mediation effects. Although the study has some limitations, most importantly the cross-sectional design, the results underline that attachment style and dyadic coping are relevant determinants of the quality of an intimate relationship. Further, it shows that dyadic coping mediates the effects of the personal attachment style on the personal evaluation of the partner relationship. Thus, this study underlines the importance of studying adaptation processes in couples from an attachment and coping framework.

Die Dissertation analysiert den Effekt verschiedener Strategien der Anpassung von Maßnahmen zur Mitarbeiterbindung an individuelle Bedürfnisse und Präferenzen von Mitarbeitern. Hierfür erfolgte eine Übertragung der Customization-Strategie aus dem kunden- in das mitarbeiterorientierte Marketing und eine Neu-Konzeptualisierung als „Job Customization“. Anknüpfend wurden theoretische Ansätze zur Erklärung des Effekts von Job Customization auf organisationales Commitment diskutiert. Zur Überprüfung des Untersuchungsmodells und der Hypothesen wurde eine standardisierte Online-Befragung durchgeführt. Die Datenauswertung mittels Kausalanalyse zeigte, dass Job Customization über die Erfüllung des psychologischen Vertrags, psychologisches Empowerment und wahrgenommene organisationale Unterstützung positiv auf organisationales Commitment wirkt. Dabei ist der Effekt stärker positiv, wenn Mitarbeiter aktiv in Job Customization einbezogen werden. Das Bedürfnis nach Optimierung und das Streben nach Differenzierung von Anderen verstärken den Effekt zusätzlich.

Diese Arbeit verfolgte das Ziel einer Vertiefung des Grundverständnisses der Chemie vierwertiger Actinide und deren Wechselwirkung mit biologischen Modellsystemen. Dies erfolgte mit Hilfe von modernen quantenchemischen Rechenmethoden anhand der Komplexserien [MCl((S)-PEBA)₃] und [MN₃((S)-PEBA)₃] sowie [M(Salen)₂] (M = Ce, Th, Pa, U, Np, Pu) mit den Komplexbildnern (S,S)-N,N’-Bis(1-phenylethyl)-benzamidinat, kurz (S)-PEBA, und der Schiffschen Base (N,N’)-Bis(salicyliden)-ethylendiamin, kurz Salen. Die Arbeit umfasst im Einzelnen die Analyse der chemischen Bindung zwischen Metall und Ligandatomen basierend auf der Dichtefunktionaltheorie (DFT) sowie die Berechnung angeregter Zustände zur Simulation von elektronischen Absorptionsspektren und der Vergleich mit vorhandenen experimentellen Daten. Actinide können durch Havarien in Kernkraftwerken oder in einem Unfallszenario in einem tiefengeologischen Endlager in die Umwelt gelangen und stellen durch ihre Chemo- und Radiotoxizität eine Gefahr für Mensch und Umwelt dar. Um die Einflüsse der Actiniden auf die Biosphäre einschätzen zu können, ist es daher wichtig die Wechselwirkung zwischen Actiniden und biologischen Systemen zu verstehen. Für einen systematischen Vergleich der Actiniden bzgl. ihrer Wechselwirkung mit Biomolekülen bietet sich eine möglichst lange Serie isostruktureller Verbindungen mit biorelevanten Modellsystemen an. Dies konnte für die Actiniden Th, Pa, U, Np und Pu jeweils im vierwertigen Oxidationszustand in Kombination mit den Liganden (S)-PEBA sowie Salen erreicht werden. Weiterhin wurde auch das Lanthanid Ce untersucht, um nicht nur die Elektronenstruktur entlang der Actinid-Serie zu untersuchen sondern auch 4f- mit 5f-Elementen vergleichen zu können. Für die Untersuchung der Metall-Ligand-Wechselwirkung kam eine große Auswahl moderner Methoden zum Einsatz, welche verschiedene Aspekte der chemischen Bindung beleuchten. Dies umfasste qualitative Methoden, wie die Visualisierung von Elektronendichtedifferenzen und nicht-kovalenten Wechselwirkungen, sowie quantitative Methoden, wie die Quantentheorie der Atome in Molekülen (QTAIM), die Interacting Quantum Atoms (IQA) und die natürliche Populationsanalyse (NPA). Im Falle der PEBA-Serien wurde eine hauptsächlich ionische M−N-Bindung zwischen Metall und Ligand beobachtet, da sowohl experimentell als auch quantenchemisch bestimmte Bindungslängen im Wesentlichen den ionischen Radien der beteiligten Elemente folgten. Dennoch konnte ein kovalenter Anteil gezeigt werden, welcher durch die sterischen Wechselwirkungen zwischen den PEBA-Liganden überdeckt wird und damit experimentell nicht beobachtet wurde. Entlang der Serie zeigte Th die am stärksten ionische Bindung. Selbst der jeweilige Ce-Komplex wies eine kovalentere Bindung zu den Liganden auf. U, Np und Pu bildeten Bindungen mit dem höchsten kovalenten Anteil aus, welcher sich jedoch in der Beteiligung der d- und f-Orbitale unterschied. Die Besetzung der 6d-Orbitale war für U am höchsten, wohingegen der f-Überschuss (5f + 6f) von U zu Pu konstant blieb. Die Bindungen ausgehend von Pu besitzen also stärkeren „f-Charakter“. In der Serie der [M(Salen)₂]-Komplexe konnte neben den Vergleichen der Metalle auch der Vergleich zwischen M−N- und M−O-Bindungen durchgeführt werden. Sämtliche eingesetzte Analyse-Methoden zeigten hierbei eine weitaus kovalentere Bindung der Metalle zu O als zu N. Dies zeigte sich anhand kürzerer M−O-Bindungen sowie einer starken Polarisierung des freien Elektronenpaars am O, was für die kovalente Bindung genutzt wird. Alle Bindungen in dieser Serie zeigten allerdings auch hier grundsätzlich einen überwiegend ionischen Bindungscharakter. Entlang der Serie konnte abermals Th als das Metall mit der ionischsten Bindung identifiziert werden. Darauf folgen Ce und Pu, welche durch ihre geringe Größe eine stark elektronenziehende Wirkung auf die Elektronendichte der Liganden besitzen, welche lokalisiert und damit für die chemische Bindung nicht mehr verfügbar sind. Pa, U und Np zeigten einen vergleichbar hohen kovalenten Charakter, wobei die jeweilige Lage des Maximums von der angelegten Methode abhängt. Die Energien der angeregten Zustände von Pa⁴⁺ , U⁴⁺ und ihren jeweiligen oktaedrischen Cl- und F-Komplexen konnten mit Hilfe einer Methodenkombination basierend auf der Complete Active Space Self Consistent Field Methode (CASSCF) mit hoher Genauigkeit berechnet und gruppentheoretisch analysiert werden. Es zeigte sich ein starker Einfluss der chemischen Umgebung auf die Energien der angeregten Zustände. Ebenso sorgte die Spin-Bahn-Kopplung für eine sehr starke Mischung angeregter Terme (teilweise über 50 %). Diese Erkenntnisse wurden genutzt, um die elektronischen Absorptionsspektren von [An(Salen)₂] (An = Pa, U, Np, Pu) zu berechnen und eine Bandenzuordnung vorzunehmen. Hierbei wurde eine sehr gute Übereinstimmung mit experimentellen Spektren bereits für kleine Basissätze und aktive Räume beobachtet. DMRG-Berechnungen konnten dabei helfen, die statische Korrelation in den Komplexen offenzulegen und erweiterte aktive Räume zu definieren, die neben den f-Orbitalen auch σ- und π-Orbitale der Stickstoffe beinhalten und ein hohes Potenzial zur Verbesserung der Übereinstimmung zwischen Theorie und Experiment besitzen. Diese Art der Analyse der Wellenfunktion erwies sich als wertvolles Werkzeug für hochgenaue Berechnungen elektronischer Parameter. Die Ergebnisse der in dieser Arbeit durchgeführten chemischen Bindungsanalyse sowie die Berechnungen spektraler Parameter in Kombination mit experimentellen Befunden leisten einen großen Beitrag für das grundlegende Verständnis der elektronischen Struktur der Actinide. Mit diesen Daten können potenzielle Einflüsse der Actiniden auf die Biosphäre besser verstanden und vorhergesagt werden. Auf der anderen Seite wird auch aufgezeigt, dass die Actinidenchemie noch am Anfang einer äußerst interessanten Forschung steht. Laborexperimente können nur unter besonderen Sicherheitsvorkehrungen und damit nicht in jedem Labor durchgeführt werden. Gleichzeitig sind hochgenaue quantenchemische Berechnungen an Actiniden noch nicht routinemäßig möglich, erfahren aber stetig neue Entwicklungen. Durch den Vergleich der Berechnungen mit den Laborergebnissen konnte gezeigt werden, dass die verwendeten Methodenkombinationen, insbesondere die der Multireferenzberechnungen, hohes Potenzial für quantitative Berechnungen elektronischer, elektrischer und magnetischer Eigenschaften besitzen.

Polyethylene terephthalate multifilament fabrics used as filtration and operating room textiles possess through-thickness pore channels at the yarn intersections (mesopores). These pore channels pose a risk for the penetration of contaminated fluids and particles. The size of pore channels may be reduced by high-density weaving. However, this leads to reduced drapability and thus to degraded application properties of the fabric. To satisfy the requirements without impeding the physiological properties of the textile, fluid- and particle-tight fabrics are developed. This was realized by partial immobilization of functionalized micro particles into the meso-pores. A reduction of the pore size without complete pore-closure is achieved by establishing a net-like particle structure in the meso-pores. To match the requirements of intensive use, permanent particle-bonding to the fiber surface is necessary. This can be achieved by suitable polyethylene terephthalate fabric surface-modification, dependent on the particle functionalization. The investigations have shown that functionalized particles establish a very good inter particle bonding as well as to the fiber surface. An increased permanent bonding can be realized by a modification of the fabric surface which is tuned to the functionalization of the particle.

This work focused on the further characterisation of Idhp and of the Krebs cycle enzymes citrate synthase 1 (Cit1p) and malate dehydrogenase 1 (Mdh1p) both of which have been identified as RNA-binding proteins without known RNA recognition motifs. Besides analysing their effects on mitochondrial translation and their organisation in protein complexes the work focused on the characterisation of the RNA-binding properties of recombinant Cit1p and Mdh1p: · Cit1p and Mdh1p play no essential role in mitochondrial protein synthesis. · Idhp is in a complex of molecular weight larger than the cytochrome c oxidase (250 kDa). · Cit1p and Mdh1p are in mitochondrial complexes smaller than 250 kDa. · 1000-fold molar excess of tRNA referring to COX2 leader RNA did not inhibit the RNA-binding of Cit1p and Mdh1p. · Cit1p and Mdh1p bind mitochondrial mRNAs (sense and antisense). The influence of cofactors and substrates on RNA-binding was analysed in order to reveal a possible link between the enzymatic function and the property of RNA-binding: · Acetyl-CoA and ATP inhibited the RNA-binding of Cit1p and Mdh1p at a concentration of 5 mM.

To form complex organisms characterized by different tissues with specialized functions, cells must acquire distinct identities during development. Yet, all the cells of an organism are equipped with the same genomic information. Elucidating the mechanisms that regulate the determination of a cell identity, i.e. the cell-fate commitment, is a main purpose in developmental biology. Numerous studies focused on genes that are activated or repressed at each stage of differentiation, identifying several key regulators of development. However, this approach ignores the transcript variability derived from alternative splicing, the transcriptional process by which different gene coding segments, i.e. exons, are combined giving rise to multiple transcripts and proteins from the same gene. With the advent of novel sequencing technologies, it is becoming clear that alternative splicing is widespread in higher organisms, regulates several processes and presents tissue- and cell-specificity. In mammals, the brain shows the highest degree of alternative splicing, with neurons expressing a high variety of splice variants. In this project I investigated whether and how alternative splicing could regulate cell-fate determination in the context of the embryonic development of the mouse neocortex, a highly complex structure presenting several different neuronal subtypes generated at specific time points. For this purpose, I analyzed transcriptome data of cells of the neurogenic lineage isolated from the developing mouse neocortex at subsequent stages of differentiation. I showed that the expression pattern of the proteins regulating splicing, i.e. the splicing factors, changes during neocortical development. By employing several bioinformatic tools, I described the splicing profile that characterizes each differentiation stage and, for the first time, I identified the splicing events that mark cell-fate commitment to a neurogenic identity. Alternative splicing mostly involved genes with a role in nervous system development, cell growth and signaling, mainly leading to the production of alternative protein isoforms. Splicing choices taken during the neurogenic commitment were kept throughout neurogenesis. Thus, exons that start to be included during cell-fate determination are always included in post-mitotic neurons. Exons gained during neurogenic commitment were characterized by strong features in their upstream intron, presented a general short length with an overrepresentation of microexons in the 3-27 nucleotides length range and showed an enrichment for binding motifs of the neural splicing factor nSR100. In vivo manipulation in the embryonic mouse neocortex highlighted isoform-specific effects on neocortical development, strongly suggesting a causal relationship between alternative splicing choices and cell-fate commitment. Moreover, the higher cell-specificity offered by the present dataset, compared to similar studies, allowed a better understanding of previously identified splicing events that characterize the nervous system and the relationships between neural-specific splicing factors.:Table of Contents Abstract I Zusammenfassung III Table of Contents V List of Figures VII List of Tables IX Abbreviations X Gene abbreviations XII 1 Introduction 1 1.1 Neurogenesis during embryonic development 2 1.1.1 Formation and patterning of the neural tube 2 1.1.2 Neural progenitors in the dorsal telencephalon 6 1.1.3 Neurogenesis 8 1.1.4 Regulation of neurogenesis 10 1.1.5 A novel tool to investigate cell-fate determination in the central nervous system: the Btg2RFP/Tubb3GFP mouse line 13 1.2 Alternative splicing: an additional level of genomic regulation 15 1.2.1 The splicing reaction 16 1.2.2 What makes splicing alternative? 18 1.2.3 Regulation of alternative splicing 19 1.2.4 The challenge to detect splicing 23 1.2.5 New sequencing technologies reveal a high transcriptome complexity 29 1.2.6 Splicing in nervous system development 31 1.2.7 Aims of the project 36 2 Materials and methods 38 2.1 Materials 38 2.1.1 Bacteria, cells, mouse strains 38 2.1.2 Vector 38 2.1.3 Primers 38 2.1.4 Chemicals and buffers 41 2.1.5 Antibodies 42 2.1.6 Kits and enzymes 42 2.2 Methods 43 2.2.1 Animal experiments 43 2.2.2 Molecular biology 44 2.2.3 Immunohistochemistry 46 2.2.4 Bioinformatics 47 3 Results 53 3.1 Splicing factors are differentially expressed during neurogenic commitment and neurogenesis 53 3.2 Detection of alternative splicing 55 3.2.1 Isoform-switching 55 3.2.2 Exon usage and splicing events 57 3.3 Validation 62 3.3.1 The isoform switching method has a poor validation rate 62 3.3.2 Analysis at the exon level has a high rate of validation 65 3.4 Pattern and representation of splicing events 67 3.4.1 Splicing choices during neurogenic commitment define the splicing profiles of neurons 67 3.4.2 Splicing events: microexon inclusion characterizes neurogenic commitment 69 3.5 Alternative splicing changes the protein output of genes involved in neurogenesis 75 3.5.1 Spliced genes are involved in neurogenesis and signaling 75 3.5.2 Impact of alternative splicing on the proteome 77 3.6 Splicing regulation: neural exon features and splicing factor binding 79 3.6.1 Included neural exons are short and preceded by strong exon-definition features 79 3.6.2 Early included exons are enriched for nSR100 binding sites 85 3.7 The Btg2RFP/Tubb3GFP mouse line outperforms previous models for the study of cell-type-specific splicing in the brain 88 3.8 In vivo manipulation of splice variants 90 4 Discussion 94 4.1 The combination of different bioinformatic approaches allows an accurate identification of splicing events at the exon-level 95 4.2 Splicing choices during neurogenic commitment establish a neural signature characterized by microexon inclusion 97 4.3 Splicing during neocortical development leads to the generation of alternative protein isoforms in genes involved in neurogenesis and signaling 98 4.4 Neural exons are short and present strong features facilitating inclusion 101 4.5 Neural exons are prevalently regulated by nSR100 during neurogenic commitment 102 4.6 In vivo overexpression of splice variants highlights isoform-specific functions in neurogenic commitment 105 4.7 Concluding remarks and future perspectives 108 5 Supplementary figures 110 6 References 118 Acknowledgments 137 Anlange I 138 Anlange II 139

HOX-Gene sind essentielle Transkriptionsfaktoren (TFs), die den Körperplan, die Struktur und die Organbildung während der Entwicklung bestimmen. Diese komplexen Prozesse werden präzise von in verschachtelter Weise exprimierten HOX-Genen reguliert. In vitro Experimente zeigten jedoch, dass die HOX-DNA-Bindungsdomäne stark konserviert ist und oft ähnliche DNA-Sequenzen bindet. Die niedrige biochemische Bindungsspezifität und die hochspezifischen Funktionen stehen oft im Widerspruch und bilden das Schlussthema des so genannten Hox-Paradoxons. Das Paradox besteht aufgrund der folgenden Hindernisse: hohe Proteinhomologie, unspezifischen Antikörper sowie die verschachtelte HOX-Expressionsmuster. Das Ziel dieser Arbeit war, diese Probleme zu überwinden, die HOX-DNA-Bindung in kontrollierten und physiologischen Umstände zu untersuchen und die Bindung von neun Gliedmaßen-spezifischen posterioren HOXA und -D-TFs zu vergleichen. Zu diesem Zweck wurden neun Hühner-HOX-Gene (HOXA- und HOXD9-13) mit dem FLAG markiert und mittels Viren in Gliedmaßen-mesenchymalen Zellen exprimiert. Somit wurde der Vergleich unter identischen und kontrollierten Bedingungen ermöglicht. Im Einklang mit in vivo Funktionsdaten zeigten die HOX-Bindungsprofile, dass zwei direkte Paraloge (z. B. HOXA10 und D10) häufiger dieselben Regionen binden als zwei Nicht-Paraloge (z. B. HOXA9 und A13). Außerdem, die hier beschriebene HOX-DNA-Bindung unterscheidet sich von in vitro Bindung, was darauf hinweist, dass Kofaktoren für deren biologische Funktion wichtig sind. Zusätzlich ergab sich aus dem Bindungsvergleich, dass es zuvor unbekannte Unterschiede zwischen Bindungsweise von HOX-TFs gibt, die zumindest teilweise auf der Häufigkeit von direkter Bindung und Ko-Bindung mit anderen TFs beruhen. Schließlich wurde mit der Kombination von Genetik, Genomik und Biochemie einen neuen HOX-Kofaktor entdeckt, CTCF, der auf ein mögliches Wechselspiel zwischen der HOX-Zielregulation und der Chromatinarchitektur hindeutet. / HOX genes are essential developmental transcription factors (TFs) that pattern the animal body plan, their structures and organs. To precisely control these very diverse processes HOX genes are expressed in a nested fashion and regulate their targets in a context specific way. However, in vitro experiments indicated that HOX DNA binding domain (Homeodomain) is remarkably rigid and often binds very similar DNA sequences. This discrepancy between high functional specificity and low in vitro biochemical specificity is at the core of a problem termed Hox paradox. This paradox persists due to several biological and technical obstacles; namely high HOX protein homology and lack of sufficiently specific antibodies as well as nested HOX expression pattern. The aim of this study was to address these problems, study HOX-DNA binding in a controlled, Hox-native environment and to compare HOX-DNA binding of nine posterior vertebrate HOXA and HOXD TFs. To do this, nine chicken HOX genes (HOXA9-13 and HOXD9-13) were FLAG-tagged and virally expressed in chicken mesenchymal limb-derived cells enabling comparison of their binding in an identical setup and controlled conditions. HOX binding profiles uncovered two direct paralogues (i.e. HOXA10 and D10) bind more often same regions than two non-paralogues (i.e. HOXA9 and A13) reminiscent of in vivo functional data. Moreover, the here described in vivo HOX-DNA binding differs from in vitro binding, indicating the importance of cofactors and biological context for HOX binding and functional outcome. Additionally, binding comparison uncovered previously unknown differences between binding modes of HOX-TFs that at least partially rely on the abundance of direct binding and co-binding with other TFs. Finally, with combination of genetics, genomics and biochemistry a novel HOX cofactor, CCCTC binding factor (CTCF), was discovered suggesting potential interplay between HOX target regulation and chromatin architecture.

Eine Studie zur kovalenten Immobilisierung einiger Porphyrinderivate und einer p-Maleimidophenyl-Spezies (p-MP) auf der Si(111)-Oberfläche wird vorgestellt. Hierbei lag der Schwerpunkt auf der Untersuchung des Einflusses von Reaktionsparametern auf die Abscheidung und die Qualität organischer Schichten. Die dünnen Schichten werden mittels nasschemischer Methoden abgeschieden. Die hergestellten Strukturen werden mit einer Vielzahl oberflächensensitiver Messtechniken wie der IR-Ellipsometrie, der XPS-, der SEIRA- und der IR-Reflexionsspektroskopie analysiert. Alle Abscheidungen in dieser Arbeit werden in situ durchgeführt, zusätzlich zu den ex situ Reaktionen, um das Verständnis der Filmwachstums- und Depositionsgeschwindigkeiten zu erhalten. Bei der Untersuchung der Porphyrin-Dünnschichten lag der Fokus auf den synthetische Bedingungen der Materialabscheidung. Die Lösungsreaktionen zeigen, dass die Reaktion mit dem voraktivierten Porphyrinderivat zu einer besseren Ausbeute führt als mit dem in situ aktivierten Porphyrin. Wenn diese Reaktion jedoch unter Verwendung des Schicht-für-Schicht-Abscheidungsprinzips auf die Oberfläche übertragen wird, findet die Reaktion mit den oberflächengebundenen Aminosilanmolekülen mit einer viel langsameren Geschwindigkeit statt als die gleiche Reaktion in Lösung. Es wird ein alternativer Syntheseansatz vorgeschlagen, bei dem das Produkt in Lösung hergestellt und dann auf dem oxidierten Si-Substrat abgeschieden wird. Eine weitere in situ-Studie zum p-MP-Elektropfropfen auf der H-terminierten Si(111)-Oberfläche liefert Details zur Dünnschichtbildung im monolagigen und im sub-monolagigen Bereich. Die spontane Pfropfung von p-MP wird ebenfalls in situ überwacht. Es wurde festgestellt, dass die Bildung einer Monoschicht während der stromlosen Abscheidung länger dauert als bei einer elektrochemischen Abscheidung. Als Alternative zum Radikalmechanismus wird ein kationischer Mechanismus vorgeschlagen. / A study on the covalent immobilization of a couple of porphyrin derivatives and a p-maleimidophenyl species (p-MP) on Si(111) surface is presented to investigate how do reaction parameters influence the deposition and the quality of organic layers. The thin films are deposited with “wet chemistry” methods. The prepared structures are analyzed with a variety of surface sensitive techniques, namely, IR ellipsometry, XPS, SEIRA, and IR reflection spectroscopy. All depositions in this work are conducted in situ, in addition to the ex situ reactions, to gain an understanding of the film growth and deposition rates. The study on porphyrin thin films focused on the synthetic conditions of material deposition. Solution reactions indicate that the reaction with the pre-activated porphyrin derivative leads to a better yield than with the in situ-activated porphyrin. However, when this reaction is transferred to the surface by using the layer-by-layer deposition approach, the reaction with the surface-bound aminosilanes molecules takes place at a much slower rate than the same reaction in solution. An alternative synthetic approach, where the product is prepared in solution and then deposited on the oxidized Si substrate, is proposed. A parallel in situ study on p-MP electrografting on the H-terminated Si(111) surface provides details on the thin film formation in a monolayer and a sub-monolayer regime. The spontaneous grafting of p-MP is also monitored in situ. It was found that the formation of a monolayer during the electroless deposition takes longer than an electrochemical deposition. A cationic mechanism is proposed as an alternative to a radical mechanism.