Impaired genome integrity has severe consequences for the viability of any cell. Unrepaired DNA lesions can lead to genomically unstable cells, which will often become predisposed for malignant growth and tumorigenesis, where genomic instability turns into a driving factor through the selection of more aggressive clones. Aneuploidy and polyploidy are both poorly tolerated in somatic cells, but frequently observed hallmarks of cancer. Keeping the genome intact requires the concentrated action of cellular metabolism, cell cycle and DNA damage response. This study presents multi-omics analysis as a versatile tool to understand the various causes and consequences of impaired genome integrity. The possible computational approaches are demonstrated on three different datasets. First, an analysis of a collection of DNA repair experiments is shown, which features the creation of a high-fidelity dataset for the identification and characterization of DNA damage factors. Additionally, a web-application is presented that allows scientists without a computational background to interrogate this dataset. Further, the consequences of chromosome loss in human cells are analyzed by an integrated analysis of TMT labeled mass spectrometry and sequencing data. This analysis revealed heterogeneous cellular responses to chromosome losses that differ from chromosome gains. My analysis further revealed that cells possess both transcriptional and post-transcriptional mechanisms that compensate for the loss of genes encoded on a monosomic chromosome to alleviate the detrimental consequences of reduced gene expression. In my final project, I present a multi-omics analysis of data obtained from SILAC labeled mass spectrometry and dynamic transcriptome analysis of yeast cells of different ploidy, from haploidy to tetraploid. This analysis revealed that unlike cell volume, the proteome of a cell does not scale linearly with increasing ploidy. While the expression of most proteins followed this scaling, several proteins showed ploidy-dependent regulation that could not be explained by transcriptome expression. Hence, this ploidy-dependent regulation occurs mostly on a post-transcriptional level. The analysis uncovered that ribosomal and translation related proteins are downregulated with increasing ploidy, emphasizing a remodeling of the cellular proteome in response to increasing ploidy to ensure survival of cells after whole genome doubling. Altogether this study intends to show how state-of-the-art multi-omics analysis can uncover cellular responses to impaired genome integrity in a highly diverse field of research.

Gegenstand der Forschungsfrage ist, wie Wasserprogramme gemanagt werden, um zu einer nachhaltigen Entwicklung sowie zur Umsetzung des Sustainable Development Goal 6 und anderen zentralen SDGs der Agenda 2030 beitragen zu können, die als Fortschreibung der Millennium Development Goals eine wirksamere internationale Nachhaltigkeitspolitik sicherstellen sollen. Seit der Agenda 2030 versehen Durchführungsorganisationen der Entwicklungszusammenarbeit ihre Vorhaben mit dem Prädikat „nachhaltig“. Hier stellt sich die Frage, ob die Nachhaltigkeit nur auf dem Papier existiert oder ob sich tatsächlich nachhaltigere Ansätze erkennen lassen. Im Rahmen der deutschen Entwicklungszusammenarbeit implementiert die Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit in Sambia das Vorhaben "Wasser klimasensibel bewirtschaften", in dessen Rahmen nachhaltige Maßnahmen ergriffen werden, Menschen zu befähigen, mit den veränderten klimatischen Bedingungen zurechtzukommen. Darunter fallen unter anderem Sensibilisierungsmaßnahmen für Landwirte, die dazu dienen, die Ressource Wasser effektiv zu nutzen, oder technische Eingriffe, die den Zweck verfolgen, Niederschläge aus Starkregenereignissen abzufangen bzw. deren Zerstörungspotenzial zu lindern. Obwohl Sambia eines der wasserreichsten Länder Afrikas ist, haben dort nicht alle Menschen Zugang zu Wasser. Auch in der Landwirtschaft sind Engpässe zu verzeichnen. Diese Problematik wird zusätzlich durch den Klimawandel verstärkt. Es kam in den letzten Jahren zunehmend einerseits zu Ausfällen ganzer Regenzeiten, aber andererseits auch zu extremen Niederschlagsereignissen jenseits gewohnter Regen- und Trockenzeiten. Für Landwirte, die ihre Produktion auf die saisonalen Witterungsverhältnisse abgestimmt haben, sind diese unberechenbaren klimatischen Veränderungen existenzbedrohend. Trotz des Wasserreichtums kommt es dann entweder zu Engpässen bei der Bewässerung der Felder oder zur Zerstörung von Ernteerträgen durch Extremwetter. Das von dem in Sambia lebenden Verfasser gewählte Fallbeispiel, dessen Analyse der Klärung der oben angeführten Forschungsfrage dienen soll, ist das GIZ-Projekt „Nachhaltige Bewirtschaftung von Wasserressourcen und landwirtschaftlicher Wassernutzung in Sambia“. Im Rahmen dieses Fallbeispiels wird kontrovers diskutiert, ob und inwiefern sich das heutige Nachhaltigkeitskonzept von bisherigen Maßnahmen unterscheidet, die zu Zeiten der MDGs noch nicht explizit nachhaltig geprägt waren. Der Verfasser wird sich kritisch mit der Frage auseinandersetzen, ob die in der Fallstudie gewählte Maßnahme "Wasser klimasensibel bewirtschaften" geeignet ist, langfristig nachhaltige Wirkung zu erzielen. Anhand des Fallbeispiels sollen theoretische Ansätze der Nachhaltigkeit empirisch untersucht werden.

In the field of measurement technology, the use of unmanned aerial vehicles is becoming more and more popular. For many measurement tasks, the use of such devices offers many advantages in terms of cost and measurement effort. However, the occurring vibrations and disturbances are a significant disadvantage for the application of these devices for several measurement tasks. Within the scope of this work, a platform for measurement devices is developed. The platform is designed specifically for use on drones. The task of the platform is to isolate measurement equipments mounted on it from the drone disturbances. For this purpose we go through the product development process according to VDI 2221 to design a mechanical model of the platform. Then, control strategies are applied to isolate the platform. Since the disturbances acting on a drone are not always stationary, two control strategies known for their ability to handle uncertain systems are used. One of them comes from the field of acoustic.

Der Bericht umfasst sechs Beiträge von Studierende der Karl-Franzenz-Universität Graz, die sich im Wintersemester 2021/2021 mit Fragen der Digitalisierung der Erwachsenenbildung in Österreich auseinandergesetzt haben. In diesem Rahmen wurden die Themenfelder Lernen und Lehren mit digitalen Medien, die medienpädagogische Professionalisierung von Erwachsenenbilnder:innen, die Digitalisierung der Anbieter sowie die Digitalisierung als Inhalt in den Angeboten und der (Weiter- )Bildungspolitik beleuchtet. Dabei wurde zum einen vorliegende Forschungsarbeiten ausgewertet, also auch ergänzende Recherchen auf durchgeführt, um die Datengrundlage zu verbessern. Allgemein wurde deutlich, dass die Forschungslage noch keine befriedigenden Rückschlüsse auf den Digitalisierungsprozess und dessen Wirkungen auf die Erwachsenenbildung/Weiterbildung in Österreich zulassen. Insofern stellt die hier vorliegende Zusammenstellen ein wichtigen Beitrag dar, die vorliegenden Desiderata zu identifizieren.

Biertreber stellt einen wichtigen Vertreter eines nachwachsenden Rohstoffes dar, da es sich dabei um ein niedrigpreisiges Nebenprodukt des Brauprozesses handelt, welches jedes Jahr in großen Mengen anfällt. In der vorliegenden Arbeit wurde Biertreber aus sieben verschiedenen Braurezepten, sowohl aus eigener Herstellung als auch industriellen Ursprungs, analysiert und in Bezug auf die zugrundeliegenden Braugänge klassifiziert. Darüber hinaus wurde der Treber durch Pressen in zwei separate Stoffströme aufgeteilt: eine flüssige und eine feste Fraktion. Für beide Fraktionen wurden Bioprozesse etabliert, um einerseits das flüssige Substrat (Treberpresssaft) mit einem Milchsäurebakterium (Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis) zu Milchsäure und andererseits das feste Substrat (Treberrückstand) mit einem lignocellulolytischen und gemischtsäuregärung-betreibenden Stamm (Cellulomonas uda) zu Ethanol und Essigsäure umzusetzen. Außerdem wurde ein kinetisches Modell aufgestellt, welches u.a. die Milchsäurebildung und das Zellwachstum von L. delbrueckii subsp. lactis für drei Treberpresssäfte unterschiedlicher Braurezepturen, d.h. mit unterschiedlicher Nährstoffausstattung, in einer simultanen Verzuckerung und Fermentation vorhersagen konnte. Des Weiteren konnten die entwickelten Fermentationsstrategien zur Verwertung des Treberpresssaftes und Treberrückstandes sowie die zugrundeliegenden Prozessüberwachungs- und Regelungsstrategien auf Fermentationen mit den gleichen Organismen aber dem Substrat Wiesenschnitt – also einen weiteren nachwachsenden Rohstoff – übertragen werden.