Mutationen im Protein LRRK2 wurden im Zusammenhang mit klinischen Symptomen beschrieben, die dem Idiopathischen Parkinsonsyndrom (IPS) nahezu gleichen. So findet sich neben vielen anderen Mutationen die häufigste pathogene Mutation für das IPS im LRRK2-Gen. Die Aufklärung der molekularbiologischen Mechanismen, die zur Pathologie der spezifischen Neurodegeneration in der Substantia nigra Pars Compacta (SNpc) und somit zur Idiopathischen Parkinsonssyndrom führen, ist mit der Hoffnung auf kausale und kurative Therapieansätze verbunden. In dieser medizinischen Doktorarbeit soll daher versucht werden, die biologische Funktion des LRRK2 in einem dopaminergen Mauszellmodell näher zu beschreiben. Hierfür soll die genetische Aktivität des LRRK2 in mesenzephalen, sogenannten MN9D-Zellen reduziert werden, indem der Mechanismus der RNA-Interferenz in vitro durch Transfektion von siRNA angestoßen wird. Durch die Reduktion der LRRK2-Aktivität sollen Veränderungen in den MN9D-Zellen induziert und diese objektiviert werden. Die Darstellung der Beobachtungen konzentriert sich auf die transkriptionelle Expression von Genen des Zellzyklus sowie der neuralen und dopaminergen Differenzierung (Tyrosinhydroxylase, Nestin und β-Tubulin) durch PCR. Die Proliferation der Zellen vor und nach den RNA-Interferenzexperimenten soll global durch MTT- und BrdU-Test gemessen werden.

Univ., Diss.--Halle-Wittenberg, 2003. / Literaturverz. S. 193 - 202.

Thesis (doctoral)--Universität Potsdam, 2001. / Includes bibliographical references (p. 361-371).

Since its invention, cellular communication has dramatically transformed personal lifes and the evolution of mobile networks is still ongoing. Evergrowing demand for higher data rates has driven development of 3G and 4G systems, but foreseen 5G requirements also address diverse characteristics such as low latency or massive connectivity. It is speculated that the 4G plain cyclic prefix (CP)-orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) cannot sufficiently fulfill all requirements and hence alternative waveforms have been in-vestigated, where generalized frequency division multiplexing (GFDM) is one popular option. An important aspect for any modern wireless communication system is the application of multi-antenna, i.e. MIMO techiques, as MIMO can deliver gains in terms of capacity, reliability and connectivity. Due to its channel-independent orthogonality, CP-OFDM straightforwardly supports broadband MIMO techniques, as the resulting inter-antenna interference (IAI) can readily be resolved. In this regard, CP-OFDM is unique among multicarrier waveforms. Other waveforms suffer from additional inter-carrier interference (ICI), inter-symbol interference (ISI) or both. This possibly 3-dimensional interference renders an optimal MIMO detection much more complex. In this thesis, weinvestigate how GFDM can support an efficient multiple-input multiple-output (MIMO) operation given its 3-dimensional interference structure. To this end, we first connect the mathematical theory of time-frequency analysis (TFA) with multicarrier waveforms in general, leading to theoretical insights into GFDM. Second, we show that the detection problem can be seen as a detection problem on a large, banded linear model under Gaussian noise. Basing on this observation, we propose methods for applying both space-time code (STC) and spatial multiplexing techniques to GFDM. Subsequently, we propose methods to decode the transmitted signals and numerically and theoretically analyze their performance in terms of complexiy and achieved frame error rate (FER). After showing that GFDM modulation and linear demodulation is a direct application of Gabor expansion and transform, we apply results from TFA to explain singularities of the modulation matrix and derive low-complexity expressions for receiver filters. We derive two linear detection algorithms for STC encoded GFDM signals and we show that their performance is equal to OFDM. In the case of spatial multiplexing, we derive both non-iterative and iterative detection algorithms which base on successive interference cancellation (SIC) and minimum mean squared error (MMSE)-parallel interference cancellation (PIC) detection, respectively. By analyzing the error propagation of the SIC algorithm, we explain its significantly inferior performance compared to OFDM. Using feedback information from the channel decoder, we can eventually show that near-optimal GFDM detection can outperform an optimal OFDM detector by up to 3dB for high SNR regions. We conclude that GFDM, given the obtained results, is not a general-purpose replacement for CP-OFDM, due to higher complexity and varying performance. Instead, we can propose GFDM for scenarios with strong frequency-selectivity and stringent spectral and FER requirements.

Mutationen im Protein LRRK2 wurden im Zusammenhang mit klinischen Symptomen beschrieben, die dem Idiopathischen Parkinsonsyndrom (IPS) nahezu gleichen. So findet sich neben vielen anderen Mutationen die häufigste pathogene Mutation für das IPS im LRRK2-Gen. Die Aufklärung der molekularbiologischen Mechanismen, die zur Pathologie der spezifischen Neurodegeneration in der Substantia nigra Pars Compacta (SNpc) und somit zur Idiopathischen Parkinsonssyndrom führen, ist mit der Hoffnung auf kausale und kurative Therapieansätze verbunden. In dieser medizinischen Doktorarbeit soll daher versucht werden, die biologische Funktion des LRRK2 in einem dopaminergen Mauszellmodell näher zu beschreiben. Hierfür soll die genetische Aktivität des LRRK2 in mesenzephalen, sogenannten MN9D-Zellen reduziert werden, indem der Mechanismus der RNA-Interferenz in vitro durch Transfektion von siRNA angestoßen wird. Durch die Reduktion der LRRK2-Aktivität sollen Veränderungen in den MN9D-Zellen induziert und diese objektiviert werden. Die Darstellung der Beobachtungen konzentriert sich auf die transkriptionelle Expression von Genen des Zellzyklus sowie der neuralen und dopaminergen Differenzierung (Tyrosinhydroxylase, Nestin und β-Tubulin) durch PCR. Die Proliferation der Zellen vor und nach den RNA-Interferenzexperimenten soll global durch MTT- und BrdU-Test gemessen werden.

This thesis presents the recent progress of diffusion measurements in nanoporous host systems by micro-imaging. Interference microscopy is applied as a powerful tool to record transient, intracrystalline concentration profiles of different sorbate species in the porous framework of two different zeolites, viz. ZSM-5 (MFI) and ZSM-58 (DDR). These profiles, yielding high temporal and spatial resolutions of about 10 s and 0.45 μm, follow the change of the refractive index of the host-guest system during uptake and release of certain guest molecules. With the thus accessible changes of concentration and particle fluxes, mass transport parameters, such as intracrystalline diffusivity and surface permeability, can be obtained by the use of the very fundamental equations on diffusion. Additionally, in two examples of never before performed types of experiments, further insights into challenging fields of host-guest interactions are provided: The well known phase transition in MFI type zeolites covering high benzene loadings is investigated in a single crystal study, allowing to follow the change of the sorbate phase in great detail. Furthermore, in DDR zeolites, a new way of data analysis facilitates to study the uptake and release of binary mixtures. Here, from the two-dimension profiles obtained by interference microscopy, the local concentrations of the sorbate species could be retrieved by using the so-called ideal adsorbed solution theory.

Die vorliegende Dissertation untersucht Dissoziationen zwischen Vergessensverläufen für implizites und explizites Wissen. Aus diesem Ansatz können sich wesentliche Einschränkungen ergeben in Bezug auf die Annahme, sowohl impliziten als auch expliziten Prozessen liege ein einziges Gedächtnissystem oder ein einziger Mechanismus zugrunde. Im theoretischen Teil der Arbeit wird implizites Wissen als Information definiert, die ohne Intention gelernt und abgerufen wird, und die generelle Bedeutung einfacher Dissoziationen für Theorien impliziten Wissens erklärt. Ich gebe einen Überblick über die wesentlichen Forschungsprogramme in Hinblick auf Funktionen, Prozesse, Entwicklung, neuronale Korrelate und Vergessensverläufe impliziten Wissens und lege dar, daß der Vergleich der Vergessensverläufe impliziten und expliziten Wissens eine graduelle Perspektive ermöglicht, die die mit an einem einzelnen isolierten Zeitpunkt beobachteten einfachen Dissoziationen verbundenen Probleme überwindet, und auch dazu beitragen kann, die Lücke zwischen der Forschung zum impliziten Lernen und zum impliziten Gedächtnis zu schließen. In einer Reihe von vier Experimenten wurden studentische Versuchsteilnehmer Regelhaftigkeiten in der Umwelt ausgesetzt, die in eine künstliche Grammatikaufgabe (AG) oder Wahlreaktionsaufgabe (SRT) eingebettet waren. Für den Vergleich der Vergessensverläufe wurde das implizite (aus motorischen Reaktionszeiten erschlossene) und explizite (auf Wiedererkennung basierte) Wissen der Versuchspersonen jeweils vor und nach einem Behaltensintervall erfaßt. Die Befunde zeigen, daß sowohl in der AG als auch der SRT explizites Wissen schneller zerfällt als implizites. Darüber hinaus lieferte eine Interferenz-Aufgabe, die anstelle des Behaltensintervalls eingesetzt wurde, das gleiche Dissoziationsmuster. Schließlich wurde anhand einer Reihe von Simulationen geprüft, ob ein komputationales Ein-Speicher-Modell (Shanks, Wilkinson, & Channon, 2003) die experimentellen Befunde erklären kann. Die Simulationen zeigen, daß das Modell nur dann in Übereinstimmung mit den Daten gebracht werden kann, wenn zwischen den verschiedenen Meßzeitpunkten Veränderungen in den Parametern (a) der gemeinsamen Repräsentationsstärke für implizites und explizites Wissen, und (b) der Reliabilität des expliziten Maßes eingeführt werden. Meine Dissertation schlägt also (1) einen konzeptuellen Rahmen für explizites und implizites Wissen vor, erbringt (2) neue empirische Belege für Dissoziationen zwischen den Vergessensverläufen dieser Wissensformen, und identifiziert (3) die spezifischen Randbedingungen für ein Ein-Speicher- bzw. Ein-Prozess-Modell. / In this dissertation I investigate dissociations in the forgetting patterns of implicit and explicit knowledge. I claim that this approach may provide significant constraints for the assumption that a single system or mechanism determines both implicit and explicit processes. In the theoretical part, I construe a definition of implicit knowledge as information learned and retrieved without intention. I also explain the general role of single dissociations in theories of implicit knowledge. And I present an overview of the main lines of research concerned with the functions, operation, development, neural substrates, and forgetting patterns of implicit knowledge. In general, I argue that comparing the forgetting patterns of implicit and explicit knowledge may be best regarded from a graded perspective and may usefully bridge the gap between research on implicit learning and implicit memory. In a series of 4 Experiments university students were exposed to environmental regularities embedded in artificial grammar (AG) and serial reaction time (SRT) tasks. To compare the forgetting patterns, participants’ implicit (motor-performance based) and explicit (recognition based) knowledge was assessed before and after a retention interval. Taken together, the results indicate that explicit knowledge decays faster than implicit knowledge in both AG and SRT tasks. Furthermore, an interference task introduced instead of a retention interval produced the same pattern of dissociations. Finally, I conducted a set of simulations to asses the ability of a single-system model (Shanks, Wilkinson, & Channon, 2003) to account for my experimental results. The simulations showed that the model best fits the empirical data by introducing changes in the parameters related to (a) the common knowledge strength (for implicit and implicit knowledge), and (b) the reliability for the explicit test. In sum, my dissertation (1) suggests a conceptual framework for implicit and explicit knowledge, (2) provides new empirical evidence of dissociations in their forgetting patterns, and (3) identifies specific boundary conditions for a single-system model.

For self-renewal, embryonic stem cells (ESCs) require the expression of specific transcription factors accompanied by a particular chromosome organization to maintain a balance between pluripotency and the capacity for rapid differentiation. However, how transcriptional regulation is linked to chromosome organization in ESCs is not well understood. Here we show that the cohesin component RAD21 exhibits a functional role in maintaining ESC identity through association with the pluripotency transcriptional network. ChIP-seq analyses of RAD21 reveal an ESC specific cohesin binding pattern that is characterized by CTCF independent co-localization of cohesin with pluripotency related transcription factors Oct4, Nanog, Sox2, Esrrb and Klf4. Upon ESC differentiation, most of these binding sites disappear and instead new CTCF independent RAD21 binding sites emerge, which are enriched for binding sites of transcription factors implicated in early differentiation. Furthermore, knock-down of RAD21 causes expression changes that are similar to expression changes after Nanog depletion, demonstrating the functional relevance of the RAD21 - pluripotency transcriptional network association. Finally, we show that Nanog physically interacts with the cohesin or cohesin interacting proteins STAG1 and WAPL further substantiating this association. Based on these findings we propose that a dynamic placement of cohesin by pluripotency transcription factors contributes to a chromosome organization supporting the ESC expression program.

Asymmetric positioning of the mitotic spindle in C. elegans embryos is mediated by force-generating complexes that are anchored at the plasma membrane and that pull on microtubules growing out from the spindle poles. Although asymmetric distribution of the force generators is thought to underlie asymmetric positioning of the spindle, the number and location of the force generators has not been well defined. In particular, it has not been possible to visualize individual force generating events at the cortex. We discovered that perturbation of the acto-myosin cortex leads to the formation of long membrane invaginations that are pulled from the plasma membrane toward the spindle poles. Several lines of evidence show that the invaginations, which also occur in unperturbed embryos though at lower frequency, are pulled by the same force generators responsible for spindle positioning. Thus, the invaginations serve as a tool to localize the sites of force generation at the cortex and allow us to estimate a lower limit on the number of cortical force generators within the cell.

Die Dissertation untersucht die Entwicklung der Rechtschreibfertigkeiten von Schülern mit Deutsch als Zweitsprache im Vergleich zu ihren Mitschülern mit Deutsch als Muttersprache in der Sekundarstufe I. Kern der Untersuchung bildet die Methode der Fehleranalyse. Mittels quer- und längsschnittlicher Analysen werden spezifische Vergleiche zwischen den Rechtschreibleistungen von 236 Schülern italienischer und deutscher Herkunft vorgenommen. Die Ergebnisse der Untersuchung präzisieren die empirisch bislang nur lückenhaft dokumentierten Rechtschreiberwerbsverläufe von ein- und zweisprachigen Schülern der Sekundarstufe I. Die Daten geben Auskunft über bestehende Leistungsrückstände der zweisprachigen Schüler und dokumentieren charakteristische Entwicklungsverläufe und Fehlerschwerpunkte. Für die Unterrichtspraxis geben die gewonnenen Erkenntnisse folglich konkrete Hinweise. Aufgezeigt werden nicht nur die Lerninhalte, für die vertiefende Instruktionen und Übungen im Unterricht der Sekundarstufe I nötig sind, sondern ebenfalls die Zeiträume, in denen sich die Schüler sichere Schreibfertigkeiten in den einzelnen orthographischen Problembereichen aneignen.