Like many other bacteria, the opportunistic pathogen P. aeruginosa encodes a broad network of enzymes that regulate the intracellular concentration of the second messenger c-di-GMP. One of these enzymes is the phosphodiesterase NbdA that consists of three domains: a membrane anchored, putative sensory MHYT domain, a non-functional diguanylate cyclase domain with degenerated GGDEF motif and an active PDE domain with EAL motif. Analysis of the nbdA open reading frame by 5’-RACE PCR revealed an erroneous annotation of nbdA in the Pseudomonas database with the ORF 170 bp shorter than previously predicted. The newly defined promoter region of nbdA contains recognition sites for the alternative sigma-factor RpoS as well as the transcription factor AmrZ. Promoter analysis within PAO1 wt as well as rpoS and amrZ mutant strains utilizing transcriptional fusions of the nbdA promoter to the reporter gene lacZ revealed transcriptional activation of nbdA by RpoS in stationary growth phase and transcriptional repression by AmrZ. Additionally, no influence of nitrite and neither exogenous nor endogenous NO on nbdA transcription could be shown in this study. However, deletion of the nitrite reductase gene nirS led to a strong increase of nbdA promoter activity which needs to be characterized further. Predicted secondary structures of the 5’-UTR of the nbdA mRNA indicated either an RNA thermometer function of the mRNA or post-transcriptional regulation of nbdA by the RNA binding proteins RsmA and RsmF. Nevertheless, translational studies using fusions of the 5’ UTR of nbdA to the reporter gene bgaB did not verify either of these hypotheses. In general, nbdA translational levels were very low and neither the production of the reporter BgaB nor genomically encoded NbdA could be detected on a western blot. Overproduction of NbdA variants induced many phenotypic changes in motility and biofilm formation. But strains overproducing variants containing the MHYT domain revealed greatly elongated cells and were impaired in surface growth, indicating a misbalance in the membrane protein homeostasis. Therefore, these phenotypes have to be interpreted very critically. Microscopic studies with fluorescently tagged NbdA revealed either a diffuse fluorescent signal of NbdA or the formation of fluorescent foci which were located mainly at the cell poles. Co-localization studies with the polar flagellum and the chemotaxis protein CheA showed that NbdA is not generally localizing to the flagellated cell pole. NbdA localization indicates the control of a specific local c-di-GMP pool in the cell which is most likely involved in MapZ mediated chemotactic flagellar motor switching.

Verkündungsblatt der TU Kaiserslautern Nr. 1/21.01.2022

Moderne Mikrostrukturierungsverfahren können dazu genutzt werden, die Eigenschaften von Bauteiloberflächen zu verändern und für bestimmte Anwendungsfälle gezielt zu optimieren. Gleichzeitig ist die Beschaffenheit einer Oberfläche von entscheidender Bedeutung für die Initiierung von Ermüdungsrissen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden miniaturisierte Proben aus alpha-Titan mit drei verschiedenen Korngrößen, deren Oberflächen mithilfe von vier Mikrostrukturierungsverfahren modifiziert wurden, untersucht und die Einflussfaktoren auf die Schädigungsentwicklung unter zyklischer Beanspruchung eruiert. Dafür wurden Methoden zur Charakterisierung der Oberflächenmorphologie (Topographie, Korngröße und kristallographische Orientierung) der Proben entwickelt. Die daraus abgeleiteten Informationen wurden für die Detektion kritischer Bereiche genutzt, in denen die Ermüdungsrissinitiierung vorzugsweise auftritt. Die Untersuchungen zeigen, dass sich der Rissinitiierungsort anhand der entwickelten Methoden basierend auf Topographiedaten für Probenzustände bestimmen lässt, bei denen die Topographie den Rissinitiierungsort determiniert und bei denen folglich auch die Wechselfestigkeit aufgrund der Oberflächenstrukturierung reduziert ist. Für Probenzustände, bei denen die Rissinitiierung nicht an topographischen Merkmalen erfolgt, wird der Rissinitiierungsort durch lokale mikrostrukturelle Charakteristika bestimmt und konnte im Rahmen der vorliegenden Arbeit mit der Korngröße und der kristallographischen Orientierung korreliert werden.

Die Arbeit behandelt das facettenreiche Gebiet des steuerlichen Verlustabzugs, namentlich die konkrete Ausgestaltung des Verlustvortrags. Neben der verfassungsrechtlichen Würdigung der relevanten Normen legt die Autorin besonderen Wert auf die Frage, wie § 10d EStG im Sinne eines kohärenten Verlustabzugssystems auszugestalten sei. Auch die Verwerfungen der Corona-Krise haben im Bereich des Untersuchungsgegenstandes rege gesetzgeberische Tätigkeit ausgelöst. Die Verfasserin nimmt dies zum Anlass, pandemiebedingte Änderungen gesondert auf Rechtmäßigkeit wie auch ökonomische Wirksamkeit zu prüfen und die Vereinbarkeit der Neuerungen mit dem bestehenden Normsystem zu hinterfragen.

Der Klimawandel hat gravierende sowohl schleichende als auch plötzlich eintretende Folgen. Entwicklungsländer und hier besonders die ärmsten Länder sind hiervon massiv betroffen, da dort weitere sozio-ökonomische und andere Faktoren zu einer erhöhten Vulnerabilität bestimmter Bevölkerungsgruppen beitragen. Daraus resultiert eine wachsende klimabedingte Migration. 2019 sind etwa 3,5 % der Weltbevölkerung internationale Migranten. Migration ist multikausal. Wie viele Menschen aufgrund des Klimawandels emigrieren, ist daher schwer abschätzbar. Allerdings ist davon auszugehen, dass die Zahl zunehmen wird. Globale Governance spiegelt diese zunehmende Virulenz wider. Relevante Rahmenwerke wie der Global Compact for Migration, die Agenda 2030 und der Migrations- und Asylpakt der Europäischen Union werden in dieser Masterarbeit im Hinblick auf klimainduzierte Migration analysiert. Ein globales Rahmenwerk, das in der Lage wäre, klimainduzierte Migration zu regulieren, den Schutz Betroffener zu gewährleisten und das Phänomen im Sinne der nachhaltigen Entwicklung kohärent zu adressieren, existiert bislang nicht. Die Vielzahl der heranzuziehenden Rahmenwerke bedeutet eine Herausforderung für die internationale Zusammenarbeit, die diese Arbeit untersucht. Am Beispiel der Deutschen Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit GmbH als nationaler Durchführungsorganisation der deutschen Entwicklungszusammenarbeit wird diese Herausforderung anhand eines Fallbeispieles verdeutlicht.

A double dissociation impressively demonstrates that visual perception and visual awareness can be independent of each other and do not have to rely on the same source of information (T. Schmidt & Vorberg, 2006). Traditionally, an indirect measure of stimulus processing and a direct measure of visual awareness are compared (dissociation paradigm or classic dissociation paradigm, Erdelyi, 1986; formally described by Reingold & Merikle, 1988; Merikle & Reingold, 1990; Reingold, 2004). If both measures exhibit opposite time courses, a double dissociation is demonstrated. One tool that is well suited to measure stimulus processing as fast visuomotor response activation is the response priming method (Klotz & Neumann, 1999; Klotz & Wolff, 1995; see also F. Schmidt et al., 2011; Vorberg et al., 2003). Typically, observers perform speeded responses to a target stimulus preceded by a prime stimulus, which can trigger the same motor response by sharing consistent features (e.g., shape) or different responses due to inconsistent features. While consistent features cause speeded motor responses, inconsistent trials can induce response conflicts and result in slowed responses. These response time differences describe the response priming effect (Klotz & Neumann, 1999; Klotz & Wolff, 1995; see also F. Schmidt et al., 2011; Vorberg et al., 2003). The theoretical background of this method forms the Rapid-Chase Theory (T. Schmidt et al., 2006, 2011; see also T. Schmidt, 2014), which assumes that priming is based on neuronal feedforward processing within the visuomotor system. Lamme and Roelfsema (2000; see also Lamme, 2010) claim that this feedforward processing does not generate visual awareness because neuronal feedback and recurrent processes are needed. Fascinatingly, while prime visibility can be manipulated by visual masking techniques (Breitmeyer & Öğmen, 2006), priming effects can still increase over time. Masking effects are used as a direct measure of prime awareness. Based on their time course, type-A and type-B masking functions are distinguished (Breitmeyer & Öğmen, 2006; see also Albrecht & Mattler, 2010, 2012, 2016). Type-A masking is most commonly shown with a typically increasing function over time. In contrast, type-B masking functions are rarely observed, which demonstrate a decreasing or u-shaped time course. This masking type is usually only found under metacontrast backward masking (Breitmeyer & Öğmen, 2006; see also Albrecht & Mattler, 2010, 2012, 2016). While priming effects are expected to increase over time by Rapid-Chase Theory (T. Schmidt et al., 2006, 2011; see also T. Schmidt, 2014), the masking effect can show an opposite trend with a decreasing or u-shaped type-B masking curve, forming a double dissociation. In empirical practice, double dissociations are a rarity, while historically simple dissociations have been the favored data pattern to demonstrate perception without awareness, despite suffering from statistical measurement problems (T. Schmidt & Vorberg, 2006). Motivated by this shortcoming, I aim to demonstrate that a double dissociation is the most powerful and convincing data pattern, which provides evidence that visual perception does not necessarily generate visual awareness, since both processes are based on different neuronal mechanisms. I investigated which experimental conditions allow for a double dissociation between priming and prime awareness. The first set of experiments demonstrated that a double-dissociated pattern between priming and masking can be induced artificially, and that the technique of induced dissociations is of general utility. The second set of experiments used two awareness measures (objective vs. subjective) and a response priming task in various combinations, resulting in different task settings (single-, dual-, triple tasks). The experiments revealed that some task types constitute an unfavorable experimental environment that can prevent a double dissociation from occurring naturally, especially when a pure feedforward processing of the stimuli seems to be disturbed. The present work provides further important findings. First, stimulus perception and stimulus awareness show a general dissociability in most of the participants, supporting the idea that different neuronal processes are responsible for this kind of data pattern. Second, any direct awareness measure (no matter whether objective or subjective) is highly observer-dependent, requiring the individual analysis at the level of single participants. Third, a deep analysis of priming effects at the micro level (e.g., checking for fast errors) can provide further insights regarding information processing of different visual stimuli (e.g., shape vs. color) and under changing experimental conditions (e.g. single- vs. triple tasks).

The knowledge of structural properties in microscopic materials contributes to a deeper understanding of macroscopic properties. For the study of such materials, several imaging techniques reaching scales in the order of nanometers have been developed. One of the most powerful and sophisticated imaging methods is focused-ion-beam scanning electron microscopy (FIB-SEM), which combines serial sectioning by an ion beam and imaging by a scanning electron microscope. FIB-SEM imaging reaches extraordinary scales below 5 nm with large representative volumes. However, the complexity of the imaging process results in the addition of artificial distortion and artifacts generating poor-quality images. We introduce a method for the quality evaluation of images by analyzing general characteristics of the images as well as artifacts exclusively for FIB-SEM, namely curtaining and charging. For the evaluation, we propose quality indexes, which are tested on several data sets of porous and non-porous materials with different characteristics and distortions. The quality indexes report objective evaluations in accordance with visual judgment. Moreover, the acquisition of large volumes at high resolution can be time-consuming. An approach to speed up the imaging is by decreasing the resolution and by considering cuboidal voxel configurations. However, non-isotropic resolutions may lead to errors in the reconstructions. Even if the reconstruction is correct, effects are visible in the analysis. We study the effects of different voxel settings on the prediction of material and flow properties of reconstructed structures. Results show good agreement between highly resolved cases and ground truths as is expected. Structural anisotropy is reported as resolution decreases, especially in anisotropic grids. Nevertheless, gray image interpolation remedies the induced anisotropy. These benefits are visible at flow properties as well. For highly porous structures, the structural reconstruction is even more difficult as a consequence of deeper parts of the material visible through the pores. We show as an application example, the reconstruction of two highly porous structures of optical layers, where a typical workflow from image acquisition, preprocessing, reconstruction until a spatial analysis is performed. The study case shows the advantages of 3D imaging for optical porous layers. The analysis reveals geometrical structural properties related to the manufacturing processes.

Die Felix-Klein-Modellierungswoche ist eine Projektwoche für Schülerinnen und Schüler der gymnasialen Oberstufe. Wir beschreiben hier die Projekte, die während der Modellierungswoche im Februar 2022 durchgeführt wurden. Der Themenschwerpunkt der Veranstaltung lautete "Winter".

In dieser Arbeit wurden photoaktive Übergangsmetallkomplexe mit häufig vorkommenden Metallen wie Chrom, Vanadium und Kupfer untersucht. Hierbei wurden ausgewählte Exemplare mit besonders interessanten photophysikalischen und photochemischen Eigenschaften in Bezug auf praktische Anwendungen spektroskopisch charakterisiert. Über statische und insbesondere zeitaufgelöste FTIR- und Lumineszenzspektroskopie wurde ein tieferes Verständnis der Dynamik nach Lichtanregung erzielt. Das Hauptziel dieser Forschung besteht darin seltene und teure Elemente wie Ruthenium und Iridium gegen häufigere Metalle zu ersetzen. In diesem Zusammenhang wurden mononukleare, oktaedrische Chrom(III)- und Vanadium(III)-Komplexe mit Polypyridylliganden, die im Arbeitskreis von Prof. Dr. Katja Heinze synthetisiert wurden, spektroskopisch charakterisiert. Diese Systeme zeigen vielversprechende Lumineszenzeigenschaften mit einer roten bzw. nahinfraroten Phosphoreszenz, wobei bei tiefen Temperaturen besonders hohe Quantenausbeuten und längere Lebensdauern beobachtet werden konnten. Außerdem wurden einkernige Chrom(0)-, Molybdän(0)- und Wolfram(0)-Komplexe spektroskopisch charakterisiert, die allesamt im Arbeitskreis von Prof. Dr. Biprajit Sarkar synthetisiert wurden. Es sind mononukleare Komplexe mit Pyridyl-Carben-Liganden und Carbonyl-Coliganden mit einer dualen Phosphoreszenz (Emissionsbande im roten und nahinfraroten Bereich), wobei sich die niederenergetische Bande interessanterweise bis 1300 nm erstreckt. Außerdem zeigen die drei Komplexe bei intensiver Bestrahlung mit sichtbarem oder UV-Licht in organischer Lösung eine photochemische Reaktivität. Als weitere vielversprechende Luminophore (sichtbare Emission) wurden Kupfer(I)-Komplexe analysiert, die für organische Leuchtdioden relevant sind. Einerseits wurden zweikernige Systeme mit einer zentralen Cu2I2-Einheit untersucht, die sich durch eine Fluorierung an den Phosphin-Hilfsliganden von den Derivaten aus Vorarbeiten unterscheiden. Die Systeme wurden im Arbeitskreis von Prof. Dr. Stefan Bräse zur Verbesserung der Löslichkeit im Vergleich zu unfluorierten Derivaten entwickelt. Die spektroskopischen Befunde dieser Arbeit zeigen, dass insbesondere die Einführung von Trifluormethylgruppen nicht nur die Löslichkeit, sondern auch die Stabilität verbessert. Andererseits wurden vierkernige Komplexe mit näherungsweise oktaedrischen Cu4X4-Clustern (X = I, Br, Cl) charakterisiert, wobei sich teilweise eine stark thermochrome Lumineszenz mit zwei klar separierten roten bzw. blauen Phosphoreszenzbanden ergab. Der Ursprung dieser Thermochromie konnte erstmalig auf experimentellem Weg den starken strukturellen Veränderung innerhalb des Cu4X4-Clusters zugeordnet werden. Außerdem sind Kupfer(I)-Komplexe vielversprechende Kandidaten zur Verwendung als Photosensibilisatoren. Bei einem vom Arbeitskreis von Dr. Michael Karnahl zu Verfügung gestellten Kupfer(I)-Einkerner mit einem Liganden mit ausgedehntem 𝜋-System ergab sich ein langlebiger, nicht-strahlender Triplett-Zustand. In einem verwandten Projekt wurden ein- und zweikernige Kupfer(I)-Komplexe untersucht, die im Arbeitskreis von Dr. Claudia Bizzarri synthetisiert wurden. Der Fokus lag hierbei auf dem Einfluss einer Dimerisierung (kovalente Verbindung zweier mononuklearer Komplexe) oder einer Protonierung eines Liganden auf die photophysikalischen Eigenschaften.

Schnelllebige Umfeld-Dynamiken wie VUCA, neue Arbeitswelten und digitale Arbeit fordern spätestens seit Beginn der weltweiten COVID 19-Krise im Jahre 2020 adaptive Veränderungen und umfangreichen Wandel von und in Organisationen. Aktuell zeigen die Veränderungsansätze und Methoden beratender Personen der Organisationsentwicklung oft auf, was alles zur Zielerreichung in den Fokus gestellt werden soll. Das heißt, es ist bekannt welche nach vorwärts gerichteten Veränderungen mit welchen Maßnahmen auf welchen Ebenen benötigt werden, ergänzt um welches Wissen und mit welchen Lernprozessen, das zur und bei Erreichung des Zieles aller Beteiligten als veränderte Kompetenzen und eingenommene Haltungen erforderlich ist. Erst wenn alles erfüllt ist, ist die Organisation am gewünschten Ziel angekommen. Es wird für und während dem Wandel viel Neues gelernt werden müssen. Einerseits wirken die bisherigen Haltungen, Verhalten, Denkweisen, Deutungsmuster, Routinen, Gewohnheiten, Wissensbestände nach wie vor bei den Beteiligten in den Wandelprozess ein, so auch in die Zeit nach der Zielerreichung. Die alte Welt schwingt noch mit und zeigt sich womöglich in unterschiedlichen Ausprägungen als Stolpersteine, vielleicht als Widerstände, als Wandlungsunflexibilität oder deutet sich gar als Wandlungsresistent. Dabei eröffnet sich die Frage „Wie kann eine Organisation das Bisherige loslassen, zurück- oder hinter sich lassen, wenn es rund um die Verhalten, Deutungsmuster, Traditionen und Allteingefahrenes dreht, die sich als Bestandteile einer bisherigen und nun zu wandelnden Organisationsidentität erweisen?“. Für Organisationen und womöglich auch für die Beteiligten wäre es vorteilhaft, die bisher einwirkenden Faktoren als bislang zweckmäßig anzuerkennen und verabschiedend loszulassen. Das Loslassen und damit eine ermöglichende Wandlung von Haltungen, Wissen, Routinen, Gewohnheiten und Verhalten steht daher im Interesse von Organisationen und der Organisationsentwicklung. Damit würde Bestehendes verlernt, sofern dies in einem organisationalen Kontext erfassbar wäre. Daher wird für diese Arbeit ein Wandelprozess als Kontext angenommen, der auf New Work hinweist. In der Zielsetzung und im Interesse dieser Arbeit steht daher, ob und wie Konzepte und Ansätze eines „Verlernens“ in Organisationen aus Sicht der OE praktisch genutzt und unterstützend einwirken könnten. Die Masterarbeit verfolgt die Forschungsfrage, deren Beantwortung Ziel der Arbeit darstellt: „Wie lassen sich Ansätze des Verlernens für die Anwendung in der Organisationsentwicklung nutzen?“

Die vorliegende Bachelorarbeit beleuchtet den Status quo der kooperativen Zusammenarbeit in deutschen Kollegien. Zunächst wird der Begriff der Kooperation aus einer theoretischen Sicht beleuchtet, ehe qualitative Interviews mit Lehrkräften über die Kooperationskultur an ihrer Schule ausgewertet werden.

Die Verwendung der Fest-Flüssig Extraktion zur Gewinnung von Wirkstoffen aus Pflanzenmaterial ist so alt wie die Menschheit. Es sind daher angereicherte Extrakte oder aufgereinigte Wirkstoffe in der Lebensmitteltechnologie, Biotechnologie und Pharmakologie alltäglich vorzufinden. Die Diffusion sowie der Stofftransport der Wirkstoffe werden durch die biologischen, chemischen, physikalischen Charakteristika des Pflanzenmaterials und durch die Betriebsführung des Extraktionsvorgangs beeinflusst. Diese Dissertation analysiert das Diffusionsverhalten diverser Wirkstoffe aus unterschiedlichen Pflanzenmaterialien mit einer Unterstützung des Extraktionsvorgangs durch Mikrowellen, Ultraschallwellen oder Hochspannungsimpulse. Der Stofftransport wird bei festgesetzter Temperatur mit verfahrenstechnischen Modellen einstufig und mehrstufig beschrieben. Im Gegensatz zu vorangegangenen Studien werden mannigfaltige Pflanzenstrukturen in Kombination mit alternativen Prozesskonzepte beruhend auf den verschiedenen Wirkmechanismen ausgewählt. Diese Modellierungen sind durch die vielfältigen Pflanzenmaterialien wie Blätter, Blüten, Nadeln, Samen, Rinde, Wurzeln und Kräuter unter der Einwirkung der Mikrowellen, Ultraschallwellen sowie Hochspannungsimpulse, die zur Erhöhung der Ausbeute an den Wirkstoffen im Extrakt beitragen, inspiriert. Zuerst wurden die Eigenschaften wie die Schüttgutdichte, der Anteil an flüchtigen Bestandteilen, Partikelgrößenverteilung, der Lösungsmittel- und Phasenverhältniseinfluss der ausgewählten Pflanzenmaterialien untersucht. Wie erwartet zeigt jede Pflanze und deren Wirkstoffe verschiedene Merkmale, die sich auf den Extraktionsvorgang mit alternativen Prozesskonzepte auswirken. Entgegen den Vermutungen, erreicht die Mikrowellen-unterstützende Extraktion mittels dielektrischer Erwärmung nach Optimierung der Leistung die höchste Ausbeute für alle ausgewählten Pflanzenmaterialien, wenn diese getrocknet vorliegen. Mit der Ultraschall-unterstützenden Extraktionstechnologie wird bei festgesetzter Extraktionstemperatur eine größere Quantität der Wirkstoffe im Extrakt im Vergleich zu einem gerührten Batch gemessen. Die Hochspannungsimpuls-unterstützende Extraktionstechnologie mit einem einfachen Pulsprotokoll und einer moderaten elektrischen Feldstärke zeigt bei frisch geernteten bzw. nicht getrockneten Pflanzenmaterialien und wässrigen Extraktionsmilieu mit maximal 20 Vol% Ethanol eine hohe Ausbeute an Wirkstoffen und eine milde Erwärmung des Extraktionsmittels. Die Berechnungen der Geschwindigkeitskonstanten, der daraus resultierenden Aktivierungsenergien und der effektiven Diffusionskoeffizienten, die auf der analytischen Lösung des 2. Fick‘schen Gesetz basieren, korrelieren mit den festgestellten Makro- und Mikroeigenschaften der Pflanzenmaterialien. Schließlich werden mit einem automatisierten Hochdurchsatzsystem durchgeführte, dreistufige Kreuzstromextraktionen auf Grundlage der Massenbilanzen modelliert und die tatsächlich eingesetzten mit den berechneten Extraktionsmittelmengen bei unterschiedlichen Pflanzenmaterialien verglichen. Die Wirkstoffe in holzartigen Strukturen und in Kräuter zeigen aufgrund ihres Quellverhalten eine abgeschwächte Diffusion im Vergleich zum Herauslösen der Wirkstoffe aus blättrigem Rohstoff oder Gewürzsamen.

Whole genome duplication (WGD) is commonly accepted as an intermediate state between healthy cells and aneuploid cancer cells. Usually, cells after WGD get removed from the replicating pool by p53-dependent cell cycle arrest or apoptosis. Cells, which are able to bypass these mechanisms exhibit chromosomal instability (CIN) and DNA damage, promoting the formation of highly aneuploid karyotypes. In general, WGD favors several detrimental consequences such as increased drug resistance, transformation and metastasis formation. Therefore, it is of special interest to investigate the limiting factors and consequences of tetraploid proliferation as well as the adaptations to WGD. In the past it has been difficult to study the consequences of such large-scale genomic changes and how cells adapt to tetraploidy in order to survive. Our lab established protocols to generate tetraploids as well as isolated post-tetraploid/aneuploid single cells clones derived from euploid parental cell lines after induction of cytokinesis failure. This system enables to study the consequences and adaptations of WGD in newly generated tetraploid cells and evolved post-tetraploid clones in comparison to their isogenic parental cell line. Using newly generated tetraploids from HCT116 cells, we identified USP28 and SPINT2 as novel factors limiting the proliferation after WGD. Using mass spectrometry and immunoprecipitation, we revealed an interaction between USP28 and NuMA1 upon WGD, which affects centrosome coalescence of supernumerary centrosomes, an important process that enhances survival of tetraploids. Furthermore, we validated the occurrence of DNA damage in tetraploid cells and found that USP28 depletion diminished the DNA damage dependent checkpoint activation. SPINT2 influences the proliferation after WGD by regulating the transcription of CDKN1A via histone acetylation. Following proliferating tetraploid cells, we confirmed the activation of the DNA damage response (DDR) by immunoblotting and microscopic approaches. Furthermore, we show that the DDR in the arising post-tetraploid clones is reduced. Further experiments verified the appearance of severe mitotic aberrations, replication stress and accumulation of reactive oxygen species in newly generated tetraploids as well as in the aneuploid cancer cells contributing to the occurrence of DNA damage. Using various drug treatments, we observed an increased dependency on the spindle assembly checkpoint in aneuploid cancer cells compared to their diploid parental cell line. Additionally, siRNA knock down experiments revealed the kinesin motor protein KIF18A as an essential protein in aneuploid cells. Taken together, the results point out cellular consequences of proliferation after tetraploidization as well as the cellular adaptations needed to cope with the increased amount of DNA.

We present an identification benchmark data set for a full robot movement with an KUKA KR300 R2500 ultra SE industrial robot. It is a robot with a nominal payload capacity of 300 kg, a weight of 1120 kg and a reach of 2500mm. It exhibits 12 states accounting for position and velocity for each of the 6 joints. The robot encounters backlash in all joints, pose-dependent inertia, pose-dependent gravitational loads, pose-dependent hydraulic forces, pose- and velocity dependent centripetal and Coriolis forces as well as a nonlinear friction, which is temperature dependent and therefore potentially time varying. We supply the prepared dataset for black-box identification of the forward or the inverse robot dynamics. Additional to the data for black-box modelling, we supply high-frequency raw data and videos of each experiment. A baseline and figures of merit are defined to make results compareable across different identification methods.

Die Bedeutung und Nachfrage an der Holz-Beton-Verbundbauweise nimmt aufgrund einer Vielzahl an Vorteilen gegenüber dem reinen Holzund Stahlbetonbau immer weiter zu. Die Bemessung von Holz-Beton- Verbundkonstruktionen ist aktuell nicht normativ geregelt, sondern wird auf der Grundlage von bauaufsichtlichen Zulassungen und Bauartgenehmigungen durchgeführt. Dabei kommen die unterschiedlichsten Typen an Verbindungsmitteln zum Einsatz, wie beispielsweise stiftförmige Verbindungsmittel und Kerven. Kontinuierliche Verbindungsmittel wie die Verbunddübelleiste im Stahl-Beton-Verbundbau wurden bisher nicht im Holz-Beton- Verbundbau verwendet. Verbunddübelleisten haben sich als sehr leistungsfähige Verbundmittel mit einer hohen Tragfähigkeit und einfacher Herstellung herausgestellt, deren Bemessung in der AbZ Z-26.4-56 2018 geregelt ist. Zur Entwicklung eines Bemessungskonzeptes für ein den Verbunddübelleisten ähnliches Verbundmittel für den Holz-Beton-Verbundbau sind klassischer Weise experimentelle Untersuchungen zur Ermittlung der Tragfähigkeit durchzuführen. Neben den oftmals zeitaufwendigen und kostenintensiven Versuchen haben viele Untersuchungen an verschiedensten Verbundmitteln gezeigt, dass sich numerische Untersuchungen in Form von Finite- Elemente-Modellen dafür eignen das Tragverhalten abzubilden und die erforderliche Anzahl an Versuchen zur Abdeckung der verschiedenen Parameter zu reduzieren. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein kontinuierliches Verbundmittel für die Holz-Beton-Verbundbauweise entwickelt und es wurde mittels experimenteller und numerischer Untersuchungen ein Bemessungskonzept erarbeitet. Zur Beschreibung des Trag- und Verformungsverhaltens wurden Versuche unter Längsschub- und Zugbeanspruchung durchgeführt. Anhand dieser Versuche konnten Finite-Elemente-Modelle kalibriert werden und darauf aufbauend numerische Untersuchungen zum Tragverhalten unter kombinierter Zug- und Schubbeanspruchung durchgeführt werden. Da viele numerische Untersuchungen an Verbundmitteln in der Vergangenheit eine hohe Sensibilität bei der Variation der Materialparameter der Betonmodelle gezeigt haben, wurde eine separate Untersuchung zu den Besonderheiten von Verbundmitteln im Beton bei der numerischen Simulation herausgearbeitet und entsprechende Lösungsansätze gegeben. Auf Grundlage der experimentellen und numerischen Untersuchungen konnten die für das neue Verbundmittel spezifischen Tragmechanismen identifiziert, in einem abschließenden Trägerversuch bestätigt und in ein Bemessungsmodell überführt werden. Durch den kombinierten Einsatz von experimentellen und numerischen Untersuchungen konnte das Tragverhalten des neuen Holz-Beton- Verbundsystems umfassend beschrieben und ein für die Praxis anwendbares Bemessungskonzept entwickelt werden. Diese Arbeit soll damit neben dem Bemessungskonzept einen Beitrag für die Anwendung numerischer Verfahren bei der Untersuchung des Tragverhaltens von Verbundmitteln im Beton leisten.

Risk management is an indispensable component of the financial system. In this context, capital requirements are built by financial institutions to avoid future bankruptcy. Their calculation is based on a specific kind of maps, so-called risk measures. There exist several forms and definitions of them. Multi-asset risk measures are the starting point of this dissertation. They determine the capital requirements as the minimal amount of money invested into multiple eligible assets to secure future payoffs. The dissertation consists of three main contributions: First, multi-asset risk measures are used to calculate pricing bounds for European type options. Second, multi-asset risk measures are combined with recently proposed intrinsic risk measures to obtain a new kind of a risk measure which we call a multi-asset intrinsic (MAI) risk measure. Third, the preferences of an agent are included in the calculation of the capital requirements. This leads to another new risk measure which we call a scalarized utility-based multi-asset (SUBMA) risk measure. In the introductory chapter, we recall the definition and properties of multi-asset risk measures. Then, each of the aforementioned contributions covers a separate chapter. In the following, the content of these three chapters is explained in more detail: Risk measures can be used to calculate pricing bounds for financial derivatives. In Chapter 2, we deal with the pricing of European options in an incomplete financial market model. We use the common risk measures Value-at-Risk and Expected Shortfall to define good deals on a financial market with log-normally distributed rates of return. We show that the pricing bounds obtained from Value-at-Risk may have a non-smooth behavior under parameter changes. Additionally, we find situations in which the seller's bound for a call option is smaller than the buyer's bound. We identify the missing convexity of the Value-at-Risk as main reason for this behavior. Due to the strong connection between the obtained pricing bounds and the theory of risk measures, we further obtain new insights in the finiteness and the continuity of multi-asset risk measures. In Chapter 3, we construct the MAI risk measure. Therefore, recall that a multi-asset risk measure describes the minimal external capital that has to be raised into multiple eligible assets to make a future financial position acceptable, i.e., that it passes a capital adequacy test. Recently, the alternative methodology of intrinsic risk measures was introduced in the literature. These ask for the minimal proportion of the financial position that has to be reallocated to pass the capital adequacy test, i.e., only internal capital is used. We combine these two concepts and call this new type of risk measure an MAI risk measure. It allows to secure the financial position by external capital as well as reallocating parts of the portfolio as an internal rebooking. We investigate several properties to demonstrate similarities and differences to the two aforementioned classical types of risk measures. We find out that diversification reduces the capital requirement only in special situations depending on the financial positions. With the help of Sion's minimax theorem we also prove a dual representation for MAI risk measures. Finally, we determine capital requirements in a model motivated by the Solvency II methodology. In the final Chapter 4, we construct the SUBMA risk measure. In doing so, we consider the situation in which a financial institution has to satisfy a capital adequacy test, e.g., by the Basel Accords for banks or by Solvency II for insurers. If the financial situation of this institution is tight, then it can happen that no reallocation of the initial endowment would pass the capital adequacy test. The classical portfolio optimization approach breaks down and a capital increase is needed. We introduce the SUBMA risk measure which optimizes the hedging costs and the expected utility of the institution simultaneously subject to the capital adequacy test. We find out that the SUBMA risk measure is coherent if the utility function has constant relative risk aversion and the capital adequacy test leads to a coherent acceptance set. In a one-period financial market model we present a sufficient condition for the SUBMA risk measure to be finite-valued and continuous. Finally, we calculate the SUBMA risk measure in a continuous-time financial market model for two benchmark capital adequacy tests.

Acrylamid ist eine α,β-ungesättigte Carbonylverbindung, die beim Erhitzen von Lebensmitteln durch die Maillard-Reaktion aus Aminosäuren wie Asparagin und reduzierenden Zuckern gebildet wird. Da für diese prozessbedingte Lebensmittelkontaminante neuro- und gentoxische Effekte beschrieben sind und die mittlere alimentäre Exposition in Europa auf 0,4–1,9 μg/kg KG/d geschätzt wurde, ist Acrylamid von Bedeutung für die Risikobewertung von Lebensmitteln. Acrylamid und sein gentoxischer Metabolit Glycidamid werden zu den Mercaptursäuren N-Acetyl-S-(2-carbamoylethyl)-L-cystein (AAMA) bzw. N-Acetyl-S-(2-hydroxy-2-carbamoylethyl)-L-cystein (GAMA) metabolisiert, die als renale Biomarker zur Abschätzung der internen Exposition Verwendung finden. Frühere Befunde deuteten bereits auf eine potentielle endogene Bildung hin, die einer Acrylamid-Exposition von 0,2–0,7 µg/kg KG entsprach und somit nennenswert zur Biomarker-Ausscheidung beitragen kann, die exogen durch Acrylamid-Aufnahme durch Lebensmittel, Tabakrauch oder Exposition am Arbeitsplatz beeinflusst werden kann. Um diese verschiedenen Einflussfaktoren weiter zu untersuchen, wurden zwei Humanstudien durchgeführt. Im Rahmen einer Duplikat-Studie unter streng kontrollierten Bedingungen wurde die Toxikokinetik der Mercaptursäuren und Hämoglobin-Addukte nach Acrylamid-Aufnahme durch den Verzehr von Kaffee (0,15–0,17 µg/kg KG/d) bzw. hitzebehandelten Lebensmitteln (14,1–15,9 μg/kg KG/d) in sechs Probanden untersucht. Während der Kaffeekonsum nur zu einer leicht erhöhten Mercaptursäure-Antwort führte, konnte die renale Ausscheidungskinetik nach Aufnahme von 14,1–15,9 μg/kg KG/d Acrylamid erfasst werden. Weitere sechs Probanden erhielten eine Acrylamid-minimierte Diät, die eine Acrylamid-Aufnahme von 0,05–0,06 µg/kg KG/d nicht überschritt (Washout), und zusätzlich einen einmaligen Bolus von 1 μg/kg KG 13C3D3-Acrylamid. Am Ende des 13-tägigen Washout wurde ein AAMA-Level erfasst, das einer Hintergrundbelastung von 0,3–0,4 µg/kg KG/d entsprach, während die Ausscheidung von 13C3D3-Acrylamid als 13C3D3-AAMA innerhalb von 72–96 h praktisch abgeschlossen war, welches die Hypothese einer anhaltenden endogenen Acrylamid-Bildung in vivo unterstützt. Dies wurde durch Modell-Reaktionen untermauert, die eine Acrylamid-Bildung unter physiologischen Bedingungen zeigten. Eine zweite Duplikat-Studie mit Gemischtköstlern und Veganern befasste sich mit dem Einfluss der Ernährung und Lebensstils auf die Acrylamid-Exposition und Ausscheidung von AAMA, GAMA sowie Tabakrauch-Expositionsbiomarkern. Die mittlere Acrylamid-Aufnahme betrug 0,32±0,19 µg/kg KG/d, es zeigten sich jedoch deutliche Variabilitäten zwischen den Tagen und den Probanden. So nahmen Veganer mehr Acrylamid auf (0,38±0,23 µg/kg KG/d) als Gemischtköstler (0,26±0,10 µg/kg KG/d). Die Ausscheidungskinetik von AAMA und GAMA im Urin stimmte im Wesentlichen mit der jeweiligen alimentären Acrylamid-Aufnahme überein. Erhöhte Werte konnten auf eine umwelt-bezogene Belastung mit Tabakrauch zurückgeführt werden.

Um die Emissionsziele des Übereinkommens von Paris zu erreichen, muss die Weiterentwicklung von Gasturbinen und deren Komponenten im Mittelpunkt der aktuellen Energieforschung stehen. Ein nach wie vor hohes Optimierungspotential bietet hierbei die sich der Brennkammer anschließende Hochdruckturbine und hierin die Verbesserung der Kühlmethoden, da diese einen signifikanten Beitrag zum Gesamtwirkungsgrad der Gasturbine beitragen. Diese Dissertation nimmt sich dem Teilgebiet der Filmkühlungstechnologie an und untersucht die Anwendbarkeit eines konstruktiv bedingt vorhandenen Leckagespalts zur aktiven Kühlung der Seitenwand in der ersten Turbinenleitschaufelreihe. Die experimentell durchgeführte Studie analysiert in Form einer Parametervariation verschiedene Leckagespaltkühlungskonfigurationen, um einerseits die Einflüsse der Parameter zu identifizieren und andererseits die Konfigurationen auch hinsichtlich der Filmkühlwirkung zu bewerten. Hier kommen neben der Pressure Sensitive Paint Messtechnik zur Bestimmung der Filmkühleffektivität auch Ölanstrichbilder der Seitenwand sowie Fünflochsondenmessungen am Schaufelaustritt zum Einsatz. Dadurch werden zusätzlich die Auswirkungen auf die Aerodynamik beurteilt. Alle Messkampagnen wurden dabei für zwei, sich im Auslegungsprinzip markant unterscheidende Leitschaufelprofildesigns durchgeführt, um in einem weiterführenden Schritt eine Übertragbarkeit der Erkenntnisse oder gar korrelative Zusammenhänge für die untersuchten Leckagespaltparameter aufzuzeigen. Die Ergebnisse dieser umfassenden, komparativen Parameteranalyse decken auf, dass zwar einige Spaltkonfigurationen in Ansätzen konsistente Ergebnistendenzen aufweisen, jedoch nicht ohne weiteres übertragbar sind oder eine Allgemeingültigkeit erkennen lassen. Im Endresultat wird dadurch deutlich, dass die robuste Auslegung solcher Kühlkonzepte zum einen spezifisch und zum anderen auch unter Berücksichtigung der verbundenen Komponenten erfolgen sollte.

Reinforcing sand soils using tyre rubber chips is a novel technology that is under investigation to optimize its engineering application. Previous studies concentrated on static behaviour and very few on cyclic and dynamic behaviour of sand rubber mixtures leaving gaps that need to be addressed. This research focuses on evaluating the static, cyclic and dynamic behaviours of sand rubber mixtures. The basic properties of sands S2, S3, S4, rubber chips and sand rubber chips mixtures at 10/20/30% rubber chips content by dry mass were first evaluated in order to obtain the parameters essential for subsequent testing. Oedometer, direct shear with larger box 300x300 mm and static triaxial compression tests were performed to assess the static behaviour of the composite material. Further, dynamic cyclic triaxial tests were performed to evaluate the cyclic behaviour of saturated, dry and wet mixtures. All specimens were first isotropically consolidated at 100 kPa. For saturated material a static deviatoric stress of 45 kPa was imposed prior to cycling to simulate the field anisotropic consolidation condition. Cycling was applied stress-controlled with amplitude of 50kPa. Both undrained and drained tests were performed. Cyclic tests in dry or wet conditions were also performed under anisotropic consolidation condition with the application of different stress amplitudes. For all cyclic tests the loading frequency was 1 Hz. With regard to dynamic behaviour of the mixtures, the resonant column tests were conducted. Calibration was first performed yielding a frequency dependent drive head inertia. Wet mixture specimens were prepared at relative density of 50% and tested at various confining stresses. Note that all specimens tested in both triaxial and resonant column were 100 mm diameter. The results from the entire investigation are promising. In summary, rubber chips in the range of 4 to 14 mm mixed with sands were found to increase the shear resistance of the mixtures. They yield an increase of the cyclic resistance under saturated condition, to a decrease of stiffness and to an increase of damping ratio. Increased confining stress increased the shear modulus reduction and decreased damping ratio of the mixtures. Increased rubber content increased both shear modulus reduction and damping ratio. Several new design equations were proposed that can be used to compute the compression deformation, pore pressure ratio, maximum shear modulus and minimum damping ratio, as well as the modulus reduction with shear strain. Finally, chips content around 20% to 30% by dry mass can be used to reinforce sandy soils. The use of this novel composite material in civil engineering application could consume a large volume of scrap tyres and at the same time contribute to cleaning environment and saving natural resources.

Understanding the mechanisms and controlling the possibilities of surface nanostructuring is of crucial interest for both fundamental science and application perspectives. Here, we report a direct experimental observation of laser-induced periodic surface structures (LIPSS) formed near a predesigned gold step edge following single-pulse femtosecond laser irradiation. Simulation results based on a hybrid atomistic-continuum model fully support the experimental observations. We experimentally detect nanosized surface features with a periodicity of ∼300 nm and heights of a few tens of nanometers.We identify two key components of single-pulse LIPSS formation: excitation of surface plasmon polaritons and material reorganization. Our results lay a solid foundation toward simple and efficient usage of light for innovative material processing technologies.

The hazard and operability (HAZOP) method is widely used in chemical and process industries to identify and evaluate hazards. Due to its human-centered nature, it is time-consuming, and the results depend on the team composition. In addition, the factors time pressure, type of implementation, experience of the participants, and participant involvement affect the results. This research aims to digitize the HAZOP method. The investigation shows that knowledge-based systems with ontologies for knowledge representation are suitable to achieve the objective. Complex interdisciplinary knowledge regarding facility, process, substance, and site information must be represented to perform the task. A result of this work is a plant part taxonomy and a developed object-oriented equipment entity library. During ontology development, typical HAZOP scenarios, as well as their structure, components, and underlying causal model, were investigated. Based on these observations, semantic relationships between the scenario components were identified. The likelihood of causes and severity of consequences were determined as part of an automatic risk assessment using a risk matrix to determine safeguards reliably. An inference algorithm based on semantic reasoners and case-based reasoning was developed to exploit the ontology and evaluate the input data object containing the plant representation. With consideration given to topology, aspects like the propagation of sub-scenarios through plant parts were considered. The results of the developed knowledge-based system were automatically generated HAZOP worksheets. Evaluation of the achieved results was based on representative case studies in which the relevance, comprehensibility, and completeness of the automatically identified scenarios were considered. The achieved results were compared with conventionally prepared HAZOP tables for benchmark purposes. By paying particular attention to the causal relationships between scenario components, the risk assessment, and with consideration of safeguards, the quality of the automatically generated results was comparable to conventional HAZOP worksheets. This research shows that formal ontologies are suitable for representing complex interdisciplinary knowledge in the field of process and plant safety. The results contribute to the use of knowledge-based systems for digitizing the HAZOP method. When used correctly, knowledge-based systems can help decrease the preparation time and repetitious nature of HAZOP studies and standardize results.

Die Anbieter von Produkt-Service Systemen (PSS) im Investitionsgüterbereich unterliegen zunehmend dem Einfluss einer VUKA-Welt. Neue Technologien und Geschäftsmodelle, sich schnell ändernde Kundenbedürfnisse und der Einbezug vieler interner und externer Akteure resultieren in Komplexität, Unsicherheiten und kurzfristigen Änderungen, auf welche die PSS-Anbieter reagieren müssen, um frühzeitig entsprechende Lösungen anbieten zu können. Die PSS-Planung befasst sich mit der Identifikation und Spezifikation neuer PSS-Ideen. Die meisten Vorgehen zur PSS-Planung fokussieren auf die Planung von Sachprodukten, Serviceprodukten, unterstützender Infrastruktur und Netzwerke von Akteuren und binden den Kunden in die Planung ein. Durch die genannten Einflüsse der VUKA-Welt auf die Planung von PSS, muss diese an sich schnell ändernde Gegebenheiten angepasst werden. Agile Methoden der Softwareentwicklung bieten hierfür Potenziale. Insbesondere die Agile Methode Design Thinking, die den Kunden innerhalb eines kurzzyklischen Vorgehens in den Mittelpunkt der Entwicklungstätigkeiten stellt und auf die Entwicklung von Prototypen zur schnellen Realisierung von Lösungen setzt, bietet sich für den Einsatz in der PSS-Planung an. Die Arbeit befasst sich mit der Frage, wie Design Thinking in die PSS-Planung integriert werden kann, um zukünftig auf Änderungen adäquat reagieren zu können und gleichzeitig die Vorteile bestehender Ansätze, wie z. B. Kundenorientierung, nicht zu vernachlässigen. Dabei wird mit Hilfe eines Modellierungsansatzes eine Methode entwickelt, welches mit Rollen, Aktivitäten, Techniken und Ergebnissen den Einsatz von Design Thinking für die agile Planung von PSS ermöglicht, den Kunden an unterschiedlichen Stellen mit einbindet und Rücksprünge bei Änderungen erlaubt. Hervorzuheben ist, dass die Methode sowohl technologiegetrieben als auch marktgetrieben initiiert werden kann. Validiert wurde die Methode innerhalb eines Verbundprojekts bei der GRIMME Landmaschinenfabrik GmbH & Co. KG.

Der Terminus der „Geringqualifizierten“ ist eine ebenso verbreitete wie eingeschränkte Beschreibung einer heterogenen Zielgruppe, welche vor dem Hintergrund steigender arbeitsmarktbezogener Kompetenzanforderungen sowie des Zusammenhangs zwischen formalem Bildungsstatus und Risiken der Erwerbslosigkeit im Zentrum arbeitsmarktpolitischer Diskussionen steht. Geringqualifizierung drückt sich nicht nur im Fehlen formaler, berufsqualifizierender Abschlüsse aus, sondern besitzt angesichts sich dynamisch verändernder Arbeitsfelder und Anforderungen an die Qualifikation der Mitarbeitenden auch eine relative Dimension. So können vorhandene Kompetenzen aufgrund fehlender Aktualisierung veralten und damit als „zu gering“ eingestuft werden. Vor diesem Hintergrund nähert sich der Bericht der Personengruppe der Geringqualifizierten an, indem er bestehende Definitionen kritisch betrachtet, Verbindungen zu anderen Begriffen aufzeigt und aus den Erkenntnissen eine eigene relative Beschreibung ableitet. Ergänzt wird dieser Report durch die Betrachtung von Weiterbildungsangeboten für diese Zielgruppe.

Informationen aus dem Lehrstuhl für Fertigungstechnik und Betriebsorganisation

Durch den kontinuierlichen Anstieg von aussortierten, nicht mehr verwendbaren Fast Fashion Produkten wird die Textilbranche zu einem allgegenwärtigen Problem in der heutigen Gesellschaft. Ein Bericht der Ellen MacArthur Foundation zeigte auf, dass bisher weniger als 1% des für die Herstellung von Kleidung verwendeten Materials recycelt wird. Um die Wiederverwendung und -verwertung von Kleidung zu ermöglichen, müssen weitreichende Veränderungen innerhalb der Textilindustrie stattfinden, aber sich auch das Verhalten von Konsumenten verändern. Diese Arbeit soll deshalb die zentrale Fragestellung untersuchen, welche Maßnahmen unter Berücksichtigung des aktuellen Konsumentenverhaltens notwendig sind, um die Post-Verwendung von Kleidung nachhaltiger zu gestalten. In der vorliegenden Arbeit werden neue Erkenntnisse durch einen Mixed-Methods-Ansatz gewonnen. Um das Konsumentenverhalten hinsichtlich des Kleidungskonsums sowie der Verwendung und Verwertung von Gebrauchtkleidung beleuchten zu können, wird eine quantitative Online-Umfrage erstellt und durchgeführt. Im Zuge der Interpretation der quantitativen Forschung unterstützen zwei qualitative Experteninterviews den Erkenntnisgewinn. Darüber hinaus geben diese inhaltliche Unterstützung, um weitere Lösungsansätze für ein erfolgreiches Textilrecycling zu entwickeln. Der theoretische Rahmen der Arbeit wird durch eine Literaturrecherche unterstützt.