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Neue Veröffentlichungen:

Unveiling Hematopoietic Stem Cell Dynamics: Identification and Isolation of Hematopoietic Stem Cells at Single-Cell Level
(2025-06) Schmachtel, Tessa
The human bone marrow constitutes the principal site of hematopoiesis, sustaining the continuous generation of platelets, erythrocytes and immune cells through the activity of hematopoietic stem and progenitor cells (HSPCs) residing within specialized microenvironmental niches. Within this compartment, a rare subset of hematopoietic stem cells (HSCs) maintains lifelong hematopoiesis by precisely regulating the balance between self-renewal and differentiation, predominantly persisting in a quiescent state under homeostatic conditions but capable of rapid activation in response to acute physiological stressors such as infection or hemorrhage. The equilibrium between steady-state and emergency hematopoiesis is fundamental to hematopoietic homeostasis; however, chronic inflammation and aging can disrupt this balance, leading to impaired blood cell production and increased risk of developing hematologic malignancies. Although substantial progress has been made in the characterization and prospective isolation of distinct human HSPC subsets using surface marker-based strategies, current strategies often yield in heterogeneous populations and several differentiation models have been proposed. To address this challenge and map differentiation trajectories, the presented research employed a single cell Transcriptomic/AbSeq approach, simultaneously quantifying the expression of 596 genes at mRNA level and 46 surface markers, on over 62,000 FACS-enriched HSPCs from 15 healthy donors across different age groups. Comprehensive computational analysis revealed four main lineage pathways, supporting a stepwise model of differentiation with an early branching point for megakaryocyte-erythroid progenitors. Notably, HSPCs from older donors exhibited a higher proportion of undifferentiated cells and diminished differentiation across all lineages. A key finding of this study is the identification of Programmed death ligand 2 (PD-L2/CD273) as a surface marker highly expressed on the most primitive HSPCs. CD273/PD-L2-positive HSPCs, isolated from mobilized PB samples, demonstrated a distinct molecular signature characterized by the enrichment of stemness genes such as Thy1, DLK1 and MPL, as well as delayed entry into the cell cycle, reduced mitochondrial activity and delayed in vitro differentiation indicating a deeper quiescent state. Functional assays, including in vitro colony forming assays and in vivo xenograft experiments, confirmed that CD273/PD-L2high HSPCs possess the capacity for multi-lineage reconstitution. Beyond their stem cell properties, CD273/PD-L2-expressing HSPCs exhibited notable immunomodulatory functions. In allogeneic lymphocyte reaction assays, these cells suppressed CD8+ T-cell proliferation and activation. Blocking PD-L2 promoted the secretion of pro-inflammatory cytokines (IFN-γ, TNF-α, IL-6), showed a reduced abundance of regulatory T-cells and a shift toward myeloid lineage bias in HSPCs, implying an increased inflammatory response reaction. These findings highlight a dual role for PD-L2: First as a marker of more quiescent, primitive HSPCs and second as a mediator of immune regulation within the hematopoietic compartment. In summary, this integrated study provides valuable insights into the organization of human hematopoiesis and the identification of PD-L2/CD273 as a defining marker of a particularly quiescent, immunomodulatory HSPC subset. These discoveries may have important implications for stem cell transplantation and the treatment of blood malignancies, as understanding and manipulating these pathways may improve therapeutic outcomes and help maintaining healthy hematopoiesis throughout life.
Data Driven Perspectives on Societal Issues: Addressing Challenges in the Digital Age
(2025) Drolsbach, Chiara Patricia
This dissertation examines three interconnected societal challenges emerging from digital transformation and globalization: the spread of misinformation on social media, the regulation of digital platforms, and the effectiveness of economic policy responses to global crises. Using large-scale behavioral datasets combined with robust empirical methods including econometric identification strategies, natural language processing, and computational techniques, the research provides evidence-based insights into contemporary societal issues. The first part analyzes misinformation dynamics, focusing extensively on Community Notes, X's crowdsourced fact-checking initiative. The study of 15,000+ annotated posts reveals that misleading posts receive 35.85% fewer retweets than accurate posts. Further analysis shows that misinformation perceived as believable receives 217.09% more retweets, while posts perceived as harmful receive 41.32% fewer retweets, suggesting that easily believable yet non-harmful misinformation spreads most effectively. A survey of 1,800+ participants demonstrates that community-based fact-checking is perceived as significantly more trustworthy than simple misinformation flags across the political spectrum, with explanatory context—rather than source—driving this trust boost. An analysis of 91,452 flagged posts reveals that AI-generated misinformation differs systematically from human-generated content: it originates from more influential accounts, is more visually engaging and positively toned, and significantly outperforms non-AI content in virality despite being rated as slightly less harmful or believable. The second part addresses digital platform regulation by analyzing 156+ million moderation decisions submitted to the EU's Digital Services Act Transparency Database. The findings reveal significant variation in moderation volumes across platforms, with TikTok accounting for 64% of submissions despite having fewer EU users than competitors. Notably, 60.67% of moderation decisions were fully automated, though automation levels varied substantially by platform, with TikTok relying primarily on automation while X and YouTube relied on manual review. These inconsistent practices suggest varied interpretations of regulatory obligations and raise concerns about enforcement consistency. The third part evaluates economic policy effectiveness by examining temporary fuel tax reductions implemented in France, Germany, and Italy in 2022 using a staggered Difference-in-Differences design. The analysis finds very high pass-through rates, indicating that tax cuts were effectively transmitted to consumers, with gasoline showing higher pass-through than diesel. However, the study cautions that such tax cuts, while effective short-term measures, raise concerns about distributional equity and long-term climate goals. By integrating computational techniques with econometric rigor and grounding analysis in real-world behavioral data, this dissertation demonstrates how Big Data can illuminate contemporary societal risks and evaluate policy interventions, providing insights for policymakers, platform designers, and researchers addressing the interconnected challenges of digital transformation and global crises.
Mesoporöse Materialien für elektrochemische Anwendungen: Porendesign und Konnektivität
(2025) Wagner, Lysander Quentin
Geordnet mesoporöse Materialien werden aufgrund ihrer hohen Oberfläche in zahlreichen Anwendungsgebieten, beispielsweise in der Katalyse, in Membranen, oder in Batterien, als Modellmaterialien untersucht. Vor allem in der sauren Wasserelektrolyse zur Herstellung des sogenannten grünen Wasserstoffs erscheint ein mesoporöser Elektrokatalysator vielver-sprechend, um das kritische Iridium auf der Anodenseite möglichst effizient zu nutzen. Allerdings ist unklar, welche Porenstruktur (Porengröße und Wanddicke) eine maximale Stabilität und Aktivität in der Katalyse liefert. Die systematische Beantwortung dieser Frage erfordert maßgeschneiderte Modellmaterialien, weshalb sich diese Arbeit der Etablierung einer Bibliothek solcher mesoporösen Materialien mit variabler Porenstruktur widmet. In Publikation 1 wurde dafür zunächst eine einfache Synthese eines Block-Copolymers aus Polyethylenoxid (PEO) und Polyhexylacrylat (PHA) vorgestellt, mit dem mesoporöse Metalloxide mit großen Mesoporen (etwa 40 nm) hergestellt werden können. Da solch große Poren aufgrund des Kompromisses zwischen einer noch hohen Oberfläche und der Vermeidung von Diffusionslimitierungen aussichtsreich erscheinen, aber mit gängigen Methoden wie Physisorption nicht trivial untersucht werden können, wurde eine Routine entwickelt, wie solche Strukturen zuverlässig charakterisiert werden können. Mit dieser Methodik wurde in Publikation 2 eine Vielzahl an PEO-b-PHA-Proben hergestellt und als Templat untersucht und so abgeleitet, wie die Porengröße, Wanddicke und Porenkonnektivität in Silika über die Polymermenge und die PHA-Blocklänge eingestellt werden kann. In Publikation 3 konnte gezeigt werden, dass das Porensystem im Silika nach Soft Templating mit PEO-b-PHA analog zu dem in mesoporösem Kohlenstoff aufgebaut ist, sodass die Gültigkeit der zuvor erwähnten Leitfäden zum Porendesign auch für das elektrochemisch relevante Material Kohlenstoff zu erwarten ist. In Publikation 4 wurden mesoporöse Kohlenstofffilme hergestellt und hinsichtlich ihrer Eignung in der Elektrokatalyse untersucht. Die beobachtete hohe elektrische Leitfähigkeit, elektrochemische Stabilität und variable Zugänglichkeit des Porensystems bestätigen, dass die mesoporösen Dünnfilme ein vielversprechendes Modellsystem für elektrochemische Studien darstellen, beispielsweise als Trägermaterial für die Elektrokatalyse. Die hier gewonnenen Erkenntnisse bilden die Grundlage für eine Vielzahl systematischer Studien zur Korrelation makroskopischer Eigenschaften mit der Porenstruktur mesoporöser Materialien, zum Beispiel wie die Morphologie von mesoporösem Iridiumoxid mit dessen Aktivität und Stabilität in der sauren Wasserelektrolyse zusammenhängt.
Nachhaltigkeit in der Zahnheilkunde – Pilotstudie zum CO2-Fußabdruck der analogen und digitalen Abformung
(2025) Drath, Kara Johanna
Die hohe und zunehmende Relevanz des Themas Nachhaltigkeit steht im Gegensatz zu den bisher geringen und wenig systematischen Forschungsaktivitäten. Der Gesundheitssektor ist für ca. 5,2 Prozent der Gesamtemissionen verantwortlich. Während in vielen anderen Branchen bereits nachhaltige Produkte und Konzepte entwickelt werden, fehlt es im Gesundheitswesen bislang an fundierter Forschung mit belastbaren Primärdaten. Das Ziel einer Pilotstudie war es, den CO2-Fußabdruck der analogen und digitalen Abformung im Rahmen einer Einzelzahnversorgung zu untersuchen. Darüber hinaus sollte untersucht werden, welche Input- und Outputgrößen sowie Prozessschritte den CO2-Fußabdruck besonders stark beeinflussen, um mögliche Stellgrößen zu identifizieren. Die digitale Abformung wurde mit einem Intraoralscanner mit drei verschiedenen Scanspitzen untersucht. Für die analoge Abformung wurden eine Präzisionsabformung mit A-Silikon sowie eine Gegenkieferabformung mit Alginat und ein Bissregistrat mit A-Silikon analysiert. Als Endprodukt wurden für die analoge Abformung physische Gipsmodelle und für die digitale Abformung virtuelle Modelle definiert. Auf Basis selbst erhobener und bereits vorhandener Daten aus der Datenbank Ecoinvent wurden die im Prozess vorkommenden Stoffe hinsichtlich ihres CO2-Fußabdrucks erfasst. Auf Basis der stoffspezifischen Emissionsfaktoren und der Kenntnis der Massenverhältnisse im Stoffmix wurde der CO2-Fußabdruck der beiden Abformverfahren berechnet. Den geringsten CO2-Fußabdruck wies die digitale Abformung auf. Das Ergebnis lag zwischen 0,406 [kg-CO2-eq] und 0,557 [kg-CO2-eq] in Abhängigkeit der jeweiligen Scanspitze. Die analoge Abformung zeigte hingegen mit 2,150 [kg-CO2-eq] einen signifikant höheren CO2-Fußabdruck. Bei der digitalen Abformung machten den größten Anteil am CO2-Fußabdruck die Handschuhe für den Behandler und die Assistenz aus. Weitere große Inputfaktoren waren die im IOS verbauten Leiterplatten und gefährliche Chemikalien wie Isopropanol. Im Fall der digitalen Abformung mit der Einweg-Scanspitze, war auch deren Herstellung ein großer Inputfaktor. Die Entsorgung von Abfällen spielte bei der digitalen Abformung eine untergeordnete Rolle. Bei der analogen Abformung fiel auf, dass der Restmüll einen erheblichen Anteil am gesamten PCF ausmacht. Direkt darauf folgten das A-Silikon für das Bissregistrat, das hochvisköse A-Silikon sowie der Gips. Aus den Ergebnissen dieser ersten Pilotstudie lässt sich ableiten, dass für die Abformung im Rahmen einer Einzelzahnversorgung die digitale Abformung der analogen Abformung in Bezug auf den CO2-Fußabdruck vorzuziehen ist. Bei der digitalen Abformung sollte die wischdesinfizierbare Mehrweg-Scanspitze, wenn die regionalen Hygienevorschriften dies erlauben, bevorzugt werden. Weitere Studien, welche den gesamten Herstellungsprozess untersuchen, müssen jedoch folgen.
Data for "Routes Towards Soft Templated Non-Graphitic Carbons with Closed Mesoporosity and Their Adoption as a Model Material for Porosity Analysis"
(2026-03-31) Glatthaar, Chantal
This data presents the raw data that was collected for the publication "Routes Towards Soft Templated Non-Graphitic Carbons with Closed Mesoporosity and Their Adoption as a Model Material for Porosity Analysis". It consists of proton-nuclear magnetic resonance, gel permeation chromatography, physisorption, and X-Ray scattering data of respective block copolymer templates and non-graphitic mesoporous carbon products. Further information about the purpose of the data collection, details about the materials and data acquisition, as well as structure and re-usage of provided data can be found in the Readme.pdf file.