Zugl.: Klagenfurt, Univ., Diss., 2007

Universiẗat, Diss., 2007--Klagenfurt.

Zweite Studienarbeit Hochschule für Angewandte Psychologie Zürich, 2004.

Zugl.: Düsseldorf, Universiẗat, Diss., 2008.

Zugl.: St. Gallen, University, Diss., 2006.

Universiẗat, Diss.--Düsseldorf, 2004.

Der Leitfaden enthält eine Anleitung zur Integration von ungebundenen Helfern in Form eines Helferpools in den Bevölkerungsschutz.:1 Einleitung 3 1.1 Zielstellung und Aufbau des Leitfadens 3 1.2 Kurzbeschreibung zum Projekt VEREINT 4 2 Problemaufriss 6 2.1 Allgemein 6 2.2 Pilotregion 8 3 Verständnis zum Helferpool 10 3.1 Erwartungen 10 3.2 Ungebundene Helfer 12 3.3 Aufgaben für ungebundene Helfer 15 4 Organisationskonzept 23 4.1 Aufbauorganisation 24 4.2 Ablauforganisation 27 5 Prozess der Helfergewinnung 32 5.1 Motivationsfaktoren 32 5.2 Hochwasservorsorgetag 33 6 Implementierung des Helferpools 41 6.1 Vorgehensweise 41 6.2 Technische Lösungen für die Handhabung des Helferpools 45 6.3 „Bindung“ der ungebundenen Helfer im Helferpool 47 7 Verstetigung 50 8 Zusammenfassung 52 9 Andere Ansätze 54 10 Unterstützende Dokumente & Formulare 57 10.1 Werbekampagne zur Helfergewinnung 57 10.2 Dokumente zur Implementierung des Helferpools 66 10.3 Steckbriefe zu den Aufgaben der ungebundenen Helfer 75 10.4 Detailablauf zur Veranstaltung „HochwAsservorsorgetag“ 81 10.5 Auszüge aus dem Tätigkeitenkatalog des REBEKA-Projektes 83 10.6 Informationsblatt zur rechtlichen Stellung und Versicherungsschutz von ungebundenen Helfern 91 11 Quellen 92 / Dieser Leitfaden wurde im Rahmen des Projektes 'VEREINT ‐ Kooperativ organisierter Bevölkerungsschutz bei extremen Wetterlagen' durch die Technische Universität Dresden, CIMTT Zentrum für Produktionstechnik und Organisation erstellt.:1 Einleitung 3 1.1 Zielstellung und Aufbau des Leitfadens 3 1.2 Kurzbeschreibung zum Projekt VEREINT 4 2 Problemaufriss 6 2.1 Allgemein 6 2.2 Pilotregion 8 3 Verständnis zum Helferpool 10 3.1 Erwartungen 10 3.2 Ungebundene Helfer 12 3.3 Aufgaben für ungebundene Helfer 15 4 Organisationskonzept 23 4.1 Aufbauorganisation 24 4.2 Ablauforganisation 27 5 Prozess der Helfergewinnung 32 5.1 Motivationsfaktoren 32 5.2 Hochwasservorsorgetag 33 6 Implementierung des Helferpools 41 6.1 Vorgehensweise 41 6.2 Technische Lösungen für die Handhabung des Helferpools 45 6.3 „Bindung“ der ungebundenen Helfer im Helferpool 47 7 Verstetigung 50 8 Zusammenfassung 52 9 Andere Ansätze 54 10 Unterstützende Dokumente & Formulare 57 10.1 Werbekampagne zur Helfergewinnung 57 10.2 Dokumente zur Implementierung des Helferpools 66 10.3 Steckbriefe zu den Aufgaben der ungebundenen Helfer 75 10.4 Detailablauf zur Veranstaltung „HochwAsservorsorgetag“ 81 10.5 Auszüge aus dem Tätigkeitenkatalog des REBEKA-Projektes 83 10.6 Informationsblatt zur rechtlichen Stellung und Versicherungsschutz von ungebundenen Helfern 91 11 Quellen 92

This thesis was performed within the research project “TrophinOak”, which addresses the impact of multitrophic interactions on the pedunculate oak (Quercus robur) clone DF159. In this frame, the present work focuses on the genetic and physiological mechanisms ruling the interaction of the mycorrhiza helper bacterium (MHB) Streptomyces sp. AcH 505 with microcuttings of DF159 either alone or in presence of the ectomycorrhizal fungus Piloderma croceum or the fungal leaf pathogen oak powdery mildew Microsphaera alphitoides. The work consists of 3 chapters. Chapter 1 characterises the growth of AcH 505 and P. croceum in a soil-based culture system used within the TrophinOak project. Besides the establishment and evaluation of quantification methods of these microorganisms by quantitative real-time PCR, the impact of the soil microbial community and the oak on the bacterium-fungus interaction was investigated, and AcH 505 and P. croceum were visualized by scanning electron microscopy. It was observed that the presence of the soil microorganisms and the oak both affect the bacterium-fungus interaction, and that P. croceum enhances the growth of AcH 505. Chapter 2 presents a study with the oak, AcH 505 and the EM fungus P. croceum, enabling to disentangle the direct effect of the MHB on the oak from the indirect one via the EM symbiosis. The used approach was transcriptomic based on RNA sequencing. It was shown that i) differential gene expression occurred between root and the distant leaf tissues (local vs. systemic effects), different developmental stages and treatments, suggesting that oak specifically coordinates its gene expression patterns, and ii) that genes related to plant growth, defence and DNA modification were dominant among the differential expressed genes, suggesting that these processes play essential roles in both symbiotic interactions investigated. Chapter 3 represents a second transcriptome study, addressing how AcH 505 suppresses powdery mildew infection in oak by analysing RNA Sequencing data from singly- and coinoculated oaks. This study combined the systemic impact of the root associated bacterium with local effects of the leaf pathogen, thereby linking belowground and aboveground interactions. Systemic defence response is induced by the bacterium and further enhanced upon pathogen challenge, suggesting that on the leaf level, some bacterial effectors are recognized as harmful for the plant.

This thesis was performed within the research project “TrophinOak”, which addresses the impact of multitrophic interactions on the pedunculate oak (Quercus robur) clone DF159. In this frame, the present work focuses on the genetic and physiological mechanisms ruling the interaction of the mycorrhiza helper bacterium (MHB) Streptomyces sp. AcH 505 with microcuttings of DF159 either alone or in presence of the ectomycorrhizal fungus Piloderma croceum or the fungal leaf pathogen oak powdery mildew Microsphaera alphitoides. The work consists of 3 chapters. Chapter 1 characterises the growth of AcH 505 and P. croceum in a soil-based culture system used within the TrophinOak project. Besides the establishment and evaluation of quantification methods of these microorganisms by quantitative real-time PCR, the impact of the soil microbial community and the oak on the bacterium-fungus interaction was investigated, and AcH 505 and P. croceum were visualized by scanning electron microscopy. It was observed that the presence of the soil microorganisms and the oak both affect the bacterium-fungus interaction, and that P. croceum enhances the growth of AcH 505. Chapter 2 presents a study with the oak, AcH 505 and the EM fungus P. croceum, enabling to disentangle the direct effect of the MHB on the oak from the indirect one via the EM symbiosis. The used approach was transcriptomic based on RNA sequencing. It was shown that i) differential gene expression occurred between root and the distant leaf tissues (local vs. systemic effects), different developmental stages and treatments, suggesting that oak specifically coordinates its gene expression patterns, and ii) that genes related to plant growth, defence and DNA modification were dominant among the differential expressed genes, suggesting that these processes play essential roles in both symbiotic interactions investigated. Chapter 3 represents a second transcriptome study, addressing how AcH 505 suppresses powdery mildew infection in oak by analysing RNA Sequencing data from singly- and coinoculated oaks. This study combined the systemic impact of the root associated bacterium with local effects of the leaf pathogen, thereby linking belowground and aboveground interactions. Systemic defence response is induced by the bacterium and further enhanced upon pathogen challenge, suggesting that on the leaf level, some bacterial effectors are recognized as harmful for the plant.

Differenzierungsentscheidungen von Zellen werden durch die Integration mehrerer Stimuli bestimmt. Die Differenzierung von Helfer-T-Zellen (Th-Zellen) ist hierfür ein gut untersuchtes Beispiel: reife Th-Zellen entwickeln sich beim Kontakt mit einem für sie spezifischen Antigen zu einem spezialisierten Subtyp, der von den in ihrer Umgebung vorhandenen Zytokinen abhängt und exprimieren dann einen spezifischen Mastertranskriptionsfaktor. Die häufigsten Th-Zell-Subtypen sind T-bet-exprimierende Th1-Zellen und GATA-3-exprimierende Th2-Zellen. Neuere Entdeckungen bezüglich der Plastizität von Th-Zell-Subtypen sowie die Existenz von T-bet+GATA-3+ Hybrid-Phänotypen haben die detaillierte Untersuchung vom Differenzierungsprozessen von Th-Zellen mit komplexer Zytokinsignale motiviert. Dazu haben wir systematisch die Zytokine IFN-g, IL-12 und IL-4 während der primären Differenzierung Th-Zellen titriert und Signaltransduktion und Zielgenexpression quantifiziert. Der Umfang und die Komplexität der Daten machten eine systematische Analyse notwendig, um involvierte Mechanismen genau zu identifizieren. Lineare Regressionsanalyse wurde verwendet, um die Netzwerktopologie zu extrahieren, wobei schon bekannte und zahlreiche neue Interaktionen vorausgesagt wurden. Die prognostizierte Netzwerktopologie wurde dann verwendet, um ein mechanistisches, mathematisches Modell der Zytokinsignalintegration zu entwickeln. Diese Methode hat ein hochgradig vernetztes regulatorisches Netzwerk inferiert. Bisher nicht beschriebene Funktionen von STAT-Proteine, die die Neuverkabelung des Netzwerkes während der Differenzierung vermitteln, wurden vorhergesagt. Ausgewählte neue Interaktionen wurden in gezielten genetischen Experimenten bestätigt. Während gegenseitige Inhibitionsmotive oft als kanonische digitale Schalter interpretiert werden, funktioniert das Th-Zell-Netwerk als ein Rheostat, der Variationen der Zytokinsignale in graduelle Expressionsänderungen der Mastertranskriptionsfaktoren übersetzt. Unsere Arbeit erklärt mechanistisch das beobachtete Kontinuum von Th-Zelldifferenzierungszuständen entlang der Th1-Th2-Achse und beschreibt eine quantitative Methode für die datenbasierte Inferenz zellulärer Netzwerke der Signalintegration. / Cell-fate decisions are governed by the integration of multiple stimuli. Th cell differentiation is a well-studied example thereof: mature Th cells differentiate into a specialised subtype upon encounter with their cognate antigen depending on the polarising cytokines present in their environment and start expressing specific master transcription factors. The most common Th cell subtypes are T-bet-expressing Th1 cells and GATA-3-expressing Th2 cells. Recent discoveries concerning the plasticity of Th cell subtypes as well as the existence of stable T-bet+GATA-3+ hybrid Th1/2 phenotypes have stimulated the detailed study of the differentiation process under different assumptions than the hitherto valid paradigm of single master transcription factor expression by using complex cytokine signals as inputs. Here, we developed a data-based approach for inferring the molecular network underlying the differentiation of T-bet- and/or GATA-3 expressing lymphocytes. We performed systematic titrations of the polarising cytokines IFN-g, IL-12 and IL-4 during primary differentiation of Th cells and quantified signal transduction as well as target-gene expression. The size and complexity of the dataset made a systematic analysis necessary to identify the mechanisms involved. To extract the network topology, we used linear regression analysis, retrieving known regulatory mechanisms and predicting numerous novel ones. This network topology was used to develop a mechanistic mathematical model of cytokine signal integration. This approach inferred a highly connected regulatory network. Previously undescribed functions of STAT proteins mediating network rewiring during differentiation were predicted. Selected new interactions were confirmed by experiments using gene-deficient cells. Importantly, while mutual-inhibition motifs are often considered canonical digital switches, the inferred Th-cell network acts as a rheostat, generating a continuum of differentiated states along the Th1-Th2 axis. This work explains the observed Th1-Th2 cell fate continuum mechanistically and provides a quantitative framework for the data-based inference of cellular signal integration networks.