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Neue Veröffentlichungen:
Item type: Item , Fermentation von Biertrebern mittels Basidiomyceten(2026) Hrazdil, Victoria-LuisaAufgrund der wachsenden Weltbevölkerung und dem damit einhergehenden, stetig steigenden Bedarf an Nahrung, ist eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft anzustreben. Diese gewährleistet eine optimale Ressourcennutzung und reduziert Verschwendung. Daher sollten auch die Nebenprodukte aus der Lebensmittelherstellung für die menschliche Ernährung nutzbar gemacht werden. Biertreber ist mengenmäßig der wichtigste Nebenstrom der Bierbrauindustrie. Er verfügt über gute Nährwerte und 𝘧𝘰𝘰𝘥-𝘨𝘳𝘢𝘥𝘦 Qualität. Derzeit ist er allerdings nur begrenzt in Lebensmitteln einsetzbar und wird hauptsächlich als Tierfutter verwendet. Im Rahmen dieser Arbeit sollte Biertreber durch die Fermentation mit Basidiomyceten aufgewertet und als Lebensmittelzutat im Hinblick auf den Einsatz als Fleischersatzprodukt für die Lebensmittelindustrie nutzbar gemacht werden. Durch die Grundanalytik der Treber wurden die bereits in der Literatur beschriebenen Nährwerte bestätigt. Die Durchschnittswerte betrugen für den Reinproteingehalt 15 g (100 g)⁻¹, für den Gesamtfettgehalt 12 g (100 g)⁻¹ und den Aschegehalt 3 g (100 g)⁻¹. In einem Screening in Emerskultur wurden 144 Basidiomyceten auf Agar-Platten kultiviert, deren einzige Nährstoffquelle die Treber von Weizenbier, Pilsener und Schwarzbier waren. Aufgrund ihres schnellen Wachstums, dichtem Myzel oder würzigen Geruchs wurden 27 Basidiomyceten für ein Screening in Submerskultur ausgewählt. Aus dem Screening in Submerskultur wurde die Kombination von 𝘗𝘭𝘦𝘶𝘳𝘰𝘵𝘶𝘴 𝘰𝘴𝘵𝘳𝘦𝘢𝘵𝘶𝘴 und Schwarzbiertreber (SBT) ausgewählt, da die Fermentation einen hohen Rohproteingehalt von 6 g L⁻¹ lieferte und es sich bei 𝘗. 𝘰𝘴𝘵𝘳𝘦𝘢𝘵𝘶𝘴 um einen bekannten Speisepilz handelt. Durch eine Supplementierung von 20 g L⁻¹ Bierwürze zum SBT-Medium fand unter initial neutralem pH-Wert Pilzwachstum in der Vorkultur statt. Die Verwendung einer solchen Vorkultur stellt eine Alternative zur Vorkultur in Malzextraktmedium dar. Die Fermentation von SBT mit 𝘗. 𝘰𝘴𝘵𝘳𝘦𝘢𝘵𝘶𝘴 wurde im 1 L- und 5 L-Maßstab erfolgreich in den Bioreaktor übertragen und optimiert. Die Optimierung erfolgte mit statistischer Versuchsplanung (DOE) und zielte auf die Maximierung des Ergosterolgehaltes [mg g⁻¹] und [mg L⁻¹] ab. Gleichzeitig sollte das Inokulumvolumen minimiert werden, um Kosten einzusparen. Die Modelle wurden durch Bestätigungsläufe validiert und lieferten 1,23 mg g⁻¹ und 15,54 mg L⁻¹ Ergosterol unter optimierten Bedingungen mit 4,4% (v/v) Inokulum. Um Kosten einzusparen und die Fermentation weiter zu optimieren, wurden semi-kontinuierliche Fermentationsstrategien angewendet. Hierbei wurde ein Teil der Fermentationsbrühe als Inokulum für folgende Kulturen verwendet oder der Kulturüberstand als Wasserersatz in frischen Medien verwendet. In jeweils vier aufeinanderfolgenden Generationen wurden keine negativen Auswirkungen auf das Pilzwachstum festgestellt. Außerdem wurde durch die Fütterung von Würze während der Kultivierung im Bioreaktor das Pilzwachstum verbessert. Der Ergosterolgehalt betrug 3,39 mg g⁻¹ im Vergleich zu 1,96 mg g⁻¹ bei Fermentationen ohne Fütterung. Durch die Fermentation wurde der Reinproteingehalt in der Biomasse im Vergleich zum Treber von 16 g (100 g)⁻¹ auf 20 g (100 g)⁻¹ gesteigert und der Gesamtfettgehalt von 10 g (100 g)⁻¹ auf 4 g (100 g)⁻¹ gesenkt. Die biologische Wertigkeit wurde von 88 auf 94 verbessert, was annähernd der biologischen Wertigkeit von Myzel ohne Nebenstrom entsprach. Vor der Fermentation waren Tryptophan und Lysin limitierend, während nach der Fermentation Methionin, Cystein und Lysin limitierend waren. Für Lysin stiegen die chemical scores von 78,3 auf 92,4 an. Durch die Fermentation wurde der Anteil der ungesättigten Fettsäuren von 66% auf 70% erhöht. Die Hauptfettsäuren in der Biomasse waren Linol-, Palmitin- und Ölsäure. Mittels Kopfraum-Festphasenmikroextraktion (HS-SPME) wurden die Aromastoffe aus SBT, Myzel von 𝘗. 𝘰𝘴𝘵𝘳𝘦𝘢𝘵𝘶𝘴 und dem fermentierten Treber extrahiert. Mittels Gaschromatographie mit Tandemmassenspektrometrie und Olfaktometrie (GC-MS/MS-O) wurden in allen Proben Hexanal, 1-Octen-3-on und (𝘌)-2-Octenal nachgewiesen. Nach der Fermentation wurden Furfural, (𝘌)-2-Nonenal, 2-Furanmethanol und 2-Phenylethanol nicht mehr nachgewiesen. Dafür wurden 3-Methylbutanal, 3-Octanon, 1-Octen-3-ol und Benzaldehyd nachgewiesen. 1-Octen-3-on war in allen Proben der Aromastoff mit dem höchsten Aromaverdünnungs- (FD-)Faktor. In beiden Myzelien wurde ein FD-Faktor von ≥ 256 bestimmt. Durch ein Panel wurde der Geruch der aufgetauten Biomasse aus SBT und P. ostreatus als würzig und leicht pilzartig und geröstet beschrieben. Aufgrund der Konsistenz wurde die aufgetaute Probe der nicht zuvor eingefrorenen vorgezogen. Durch die Fermentation mit 𝘗. 𝘰𝘴𝘵𝘳𝘦𝘢𝘵𝘶𝘴 wurde der Schwarzbiertreber innerhalb von vier Tagen im Hinblick auf den Reinproteingehalt, die biologische Wertigkeit und die Fettsäureverteilung aufgewertet. Der fermentierte Treber stellt ein Ausgangsprodukt für die Extraktion von Mykoprotein oder die Entwicklung eines Fleischersatzproduktes dar. Die Ergebnisse aus den semi-kontinuierlichen Kulturführungen über mehrere Generationen und den Fed-Batch Experimenten suggerieren weiteres Optimierungspotential der Fermentation. Aus dem Screening geht hervor, dass neben der Kombination von 𝘗. 𝘰𝘴𝘵𝘳𝘦𝘢𝘵𝘶𝘴 und SBT weitere Pilz-Treber-Kombinationen zur Aufwertung von weiterem Biertreber geeignet sind. Durch die Vergrößerung des Prozesses in einen Industrie-Maßstab und weitere Optimierung könnte sämtlicher in der Brauerei anfallender Biertreber fermentiert und für die Lebensmittelindustrie zugänglich gemacht werden.Item type: Item , The role of rewards in motivation : beyond dichotomies(2025) Bardach, Lisa; Murayama, KouBackground: A vast amount of research has examined how extrinsic rewards influence motivation in learning. Whereas some studies have indicated that rewards are beneficial for increasing students’ motivation, others have argued that rewards undermine motivation, especially so-called intrinsic motivation. Method: We conducted a narrative review, building on the reward-learning framework of knowledge acquisition. We argue that the two perspectives do not actually contradict each other and that researchers should look beyond the simple dichotomy of whether rewards are good or bad for motivation. Results and conclusions: Rewards may be conceptualized as either extrinsic incentives (i.e., extrinsic rewards) or internal positive feelings that arise from the learning process or from knowledge acquisition itself (i.e., intrinsic rewards). Importantly, the reward-learning framework of knowledge acquisition suggests the possibility of motivation transformations in that extrinsic rewards can serve as an “entry point” for engagement, thus helping students start up the positive feedback loop of internally rewarding learning processes. However, once such a positive feedback loop has been established, extrinsic incentives could interrupt the process, potentially undermining long-term engagement. We outline several mechanisms that may transmit motivation transformations and related future research directions. Our discussions are enriched with references to gamification and educational videogames.Item type: Item , Evaluation of CRISPR-Cas9 mismatch activity using a BRET-based reporter system(2025) Wimmer, Tobias; Lorenz, Anthony; Hoßfeld, Lars; Goud Ponnam, Surya Prakash; Lytvynchuk, Lyubomyr; Stieger, KnutCRISPR-Cas has revolutionized molecular biology, offering unparalleled precision and versatility in genome editing. CRISPR-Cas, originally part of the bacterial immune system, allows for the targeted modification of specific DNA sequences within living organisms. Of the many CRISPR-Cas systems, Cas9 has been used most frequently and applications have reached clinical stage in rare diseases. The system uses single guide RNA molecules to direct the Cas9 enzyme to specific DNA sequences, where it induces double-strand breaks. However, CRISPR-Cas9 can tolerate single-base mismatches between the sgRNA and the target DNA, potentially leading to off-target effects and challenges in achieving precision in high fidelity editing. With the evaluation of mismatch repair activity of wild-type CRISPR-Cas9 using a bioluminescence resonance energy transfer (BRET) based reporter system and by leveraging the BRET’s sensitivity, we aim to quantify and characterize the cleavage events in mismatched sgRNA-Cas9/DNA interactions to predict off-target activity of a given sgRNA. This will improve the accuracy and reliability of CRISPR-Cas9 based genome editing. The robust reporter platform will enhance the refinement of CRISPR-Cas9 variants and facilitate the rational design of sgRNAs, ultimately improving the safety and efficacy of CRISPR-based therapeutic applications.Item type: Item , Characterization of Lineage-Traced Sftpc progenitor cells in the Bronchi (LTS-B) during lung homeostasis and after injury in mice(2025) Noori, AfshinThis dissertation investigates a novel progenitor population in the lung that was identified through Sftpc lineage-tracing experiments. This population resides in the bronchi and is distinct from classical AT2 cells. Although AT2 cells have long been considered the primary source of alveolar regeneration, lineage-tracing studies using SftpcCreERT2 mice combined with Tomatoflox and SftpcGFP reporters revealed an additional population of tdTom⁺ GFP⁻ cells localized to the bronchial epithelium. This population is termed Lineage-Traced Sftpc Cells in the Bronchi (LTS-B). These cells represent approximately 1.6% of epithelial cells and occupy a unique niche on the apical side of bronchial smooth muscle. Interestingly, transcriptomic analysis revealed a hybrid identity with reduced AT2 signatures, enrichment of ciliated and club cell markers, activation of PI3K/Akt signaling, and reduced Fgfr2b signaling. These findings establish LTS-Bs as a distinct progenitor pool. Further analysis using single-cell RNA sequencing revealed heterogeneity within this population and identified two distinct subtypes of LTS-B based on transcription. One cluster expresses FoxJ1, Tpp3, and markers, resembling ciliated cells. The other cluster expresses Sftpc and Abca3, resembling alveolar cells. This dual identity underscores their transitional nature, linking airway- and alveolar-like fates. To study epithelial injury and repair dynamics, precision-cut lung slices (PCLS) were used in conjunction with in vivo naphthalene-induced injury. The PCLS model reproduced hallmarks of acute epithelial stress, including rapid declines in Sftpc, Epcam, and Scgb1a1 expression. This is followed by a partial recovery of mesenchymal and growth factor markers, such as Fgf10 and Acta2. This reflects the initiation of repair programs. These results validate PCLS as a powerful ex vivo system for studying progenitor cell behavior. In this context, LTS-B cells expanded in response to injury, both in vivo and ex vivo. Live imaging revealed their motility and migration from the bronchi toward the alveolar area. Next, transcriptomic profiling revealed that LTS-B cells, upon 8 days of PCLS culture, adopt an alveolar differentiation intermediate (ADI)-like state, positioning them as transitional progenitors. Treating PCLS with FGF10 and CHIR99021 partially induced LTS-B differentiation into SftpcGFP⁺ cells, suggesting their potential to contribute to alveolar lineages. Comparative analyses revealed that LTS-Bs are distinct from other progenitor pools, including bronchioalveolar stem cells (BASCs), lineage-negative epithelial progenitors (LNEPs), and basal or club cell populations. Instead of being a variant of these cells, LTS-Bs constitute an unrecognized progenitor pool with a unique identity, localization, and behavior. Preliminary evidence from human idiopathic pulmonary fibrosis (IPF) samples suggests that LTS-B-like cells may exist in humans as well, sharing transcriptional features with the murine population. These findings raise the possibility that LTS-Bs participate in both physiological regeneration and maladaptive remodeling during chronic lung disease. In summary, this dissertation identifies and characterizes LTS-B as a rare, bronchi-localized progenitor population that expands during injury and adopts an ADI-like transitional state. Under regenerative cues, this population can partially differentiate toward AT2 fate. Through the establishment of PCLS as a robust ex vivo injury model and the integration of transcriptomic approaches with functional assays, this study broadens our comprehension of epithelial plasticity in the lung and challenges the prevailing notion that AT2 cells are the sole facilitators of alveolar repair. The discovery of LTS-B highlights the complexity of progenitor hierarchies in the lung and opens new avenues for regenerative strategies. If equivalent cells exist in humans, they could be promising therapeutic targets for diseases such as IPF, COPD, and ARDS. However, dysregulated activation of these progenitors could contribute to pathological fibrosis. By identifying LTS-B, this dissertation provides a framework for rethinking epithelial regeneration and emphasizes the importance of exploring diverse progenitor pools in lung biology and disease.Item type: Item , Gegen jede Sterbeethik(2026-02-05) Duckheim, Simon