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Neue Veröffentlichungen:

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Register für Neuromuskuläre Erkrankungen und COVID-19
(2024-04-03) Worm, André
Die Promotion umfasst ein Register, welches die Daten neuromuskulär erkrankter Patient:innen mit durchgemachter SARS-CoV-2 Infektion integriert und die gegenseitigen Auswirkungen der COVID-19 Infektion und der neuromuskulären Erkrankung untersuchen soll.
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Development of a chronology for open water reservoirs and subterranean cisterns in the Negev Highlands (Israel) using Optically Stimulated Luminescence : Construction - Utilization - Abandonment
(2024) Junge, Andrea
Ancient open water reservoirs and subterranean cisterns are frequently occurring archaeological installations in drylands like the Negev Highlands, Israel. The former type are round open water reservoirs, which were dug into impermeable layers in foot slope areas and wadis. They may reach 10 m to 12 m in diameter and 4 m to 5 m in depth and were lined internally with unhewn stones and clay or marl that served as an aquiclude. In comparison, subterranean cisterns are rock-cut, excavated into soft limestone or chalk formations with a capacity of up to several hundred cubic meters. These two types of installations to collect and store water can sustain settlements, agriculture, and nomadic pastoralism under dry conditions. Despite the large number of cisterns and reservoirs in the Negev Highlands, they have scarcely been studied systematically.
Crucial for investigating water harvesting systems and their sediments is the establishment of robust chronologies of their life cycles. When the cisterns and water reservoirs are constructed, material is removed and deposited on an adjacent spoil pile. During precipitation events surface runoff from adjoining slopes erodes and transports sediments, which are then deposited in the reservoirs and cisterns. As long as they are maintained, the material is removed and also deposited on the spoil pile. After the cessation of maintenance, the installations were filled up with sediments.
The transport and deposition of sediments enables the application of optically stimulated luminescence (OSL) at the preferred dating method to determine the time of construction, utilisation and abandonment of reservoirs and cisterns. The interpretation of OSL ages is supported by micromorphological analyses and provides insights into the life cycles of the different installations, enabling a discussion about their chronology, the circumstance of construction and their purpose.
The age determinations of ten studied installations allow the conclusion that the open water reservoirs were introduced into the Negev Highlands latest during the Intermediate Bronze Age with a continuing construction until Medieval times, while the construction of subterranean cisterns started during the Roman period, without interrupting the construction of further reservoirs. From this, it can be derived that the construction of different types of water collection and storage systems occurred in different contexts. While the construction of reservoirs could be carried out by small groups in a relatively short time, the building of cisterns required more technological knowledge, more individuals, and longer periods, facilitated by central authorities.
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Entwicklung einer therapeutischen Strategie basierend auf CRISPR/Cas Genome Editing im Schweinemodell für Morbus Stargardt
(2023) Bucher, Michael
STGD1 ist eine der häufigsten genetisch bedingten Ursachen für Sehbehinderung. Verursacht durch autosomal rezessiv vererbte Mutationen im ABCA4 Gen kommt es zur Akkumulation von toxischen Produkten im retinalen Pigmentepithel und damit letztlich zu einer zunehmenden Einschränkung der Sehkraft beider Augen. Bisher gibt es keine klinisch zugelassene kausale Therapie. Eine der für STGD1 verantwortlichen humanpathogenen Mutationen liegt im Exon 43 des ABCA4 Gens. Mithilfe von Genome Editing ist es theoretisch möglich, diese ursächlich zu therapieren. Dabei wird zunächst mit einer Endonuklease, in dieser Arbeit CRISPR/Cas9, ein Doppelstrangbruch in der Nähe der Mutation erzeugt. Die Cas9 Endonuklease braucht dazu eine effektive guideRNA, welche sie spezifisch zu der gewünschten Stelle (sog. Targetstelle) im Genom führt. Der erzeugte Doppelstrangbruch soll dann von den zelleigenen Reparaturmechanismen unter Nutzung eines DNA-Templates, welches das entsprechende wildtypische DNA-Fragment des Gens enthält, so repariert werden, dass am Ende die wildtypische Sequenz des Gens im Genom vorliegt und das funktionstüchtige Genprodukt von der Zelle hergestellt werden kann. In dieser Arbeit wurde am Schweinemodell (Sus Scrofa) gearbeitet, d.h. es wurden die porzinen Sequenzen des ABCA4 Gens verwendet. Es konnten zunächst 10 verschiedene Plasmide, sog. gRNA/Cas9-Plasmide, welche die codierenden Sequenzen sowohl für gRNAs als auch für die Cas9-Enzyme enthalten, generiert werden. Die zugehörigen Targetsequenzen der gRNAs lagen dabei in den intronischen Bereichen um das Exon 43 des porzinen ABCA4 Gens. Anschließend wurden die gRNA/Cas9-Plasmide mit einem sog. BRET-Assay auf ihre Schneideaktivität in vitro überprüft. Dabei zeigte sich, dass 6 der 10 Plasmide eine signifikante Schneideaktivität besitzen, mit 4 davon wurde weitergearbeitet. Parallel dazu wurde ein Template entworfen und hergestellt, welches aneinandergereiht die wildtypischen Sequenzen der Exons 42, 43 und 44 des porzinen ABCA4 Gens enthält. Zudem wurde ein zweites Template (MMEJ-Template) entworfen und und in das BRET-Reporter-System integriert werden. Anschließend wurde versucht, mithilfe der gRNAs und dem Cas9 Enzym die DNA-Sequenz des WT-Templates in das MMEJ-Template einzubauen und dies anschließend mit einem sog. MMEJ-Assay zu überprüfen. Es zeigte sich, dass kein Einbau des WT-Templates stattgefunden hatte. Gründe und Lösungsstrategien hierfür wurden diskutiert.
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Zytokompatibilität eines neuen porösen Polymermaterials gegenüber humanen Knochenzellen
(2024) Spreda, Miriam
Tiefe osteochondrale Defekte, welche zum Beispiel im Rahmen von Osteoarthrose oder in Folge von Sportverletzungen auftreten, stellen eine wachsende Herausforderung für Chirurgie und Gesellschaft dar. Herkömmliche Behandlungsoptionen sind zeit- und kostenintensiv sowie häufig nur von unzureichendem Erfolg. Einen vielversprechenden Ansatz bieten biphasischer Implantate, welche biokompatibel und biodegradierbar sind. In der vorliegenden Arbeit wurden poröse Scaffolds (PS) aus Poly-((D,L)-Lactid-ε-Caprolacton)-dimethacrylat (LCM) im Vergleich zu kompakten LCM-Scaffolds (KS), sowie Kontrollen ohne Material hinsichtlich ihrer Verträglichkeit beurteilt. PS sollen als Osteophase biphasischer Implantate Anwendung finden und waren aus Schwarz-P-Einheitszellen zusammengesetzt. Die Biokompatibilität der Scaffolds im Kontakt mit humanen mesenchymalen Stromazellen (MSC) wurde nach drei und sechs Tagen Kultivierung mittels MTT- und LDH-Assay analysiert (n = 5). Darüber hinaus wurden humane periphere mononukleäre Zellen (PBMC) direkt auf die Scaffolds ausgesät und unter Zugabe von Wachstumsfaktoren zu Osteoklasten differenziert (n = 5). Nach vier, acht und zwölf Tagen wurden Differenzierungsverhalten und Aktivität der Osteoklasten durch real-time RT-PCR osteoklastenspezifischer Gene und Bestimmung der Aktivität der tartratresistenten sauren Phosphatase (TRAP5b) quantifiziert. Zudem wurde die Morphologie der Zellen lichtmikroskopisch bzw. immunfluoreszenzmikroskopisch beurteilt. Es zeigte sich keine zytotoxische Wirkung der LCM Scaffolds. Die Vitalität der MSC im MTT-Test war auf PS nach drei Tagen im Vergleich zu KS gesteigert. Nach sechs Tagen ergaben sich keine signifikanten Unterschiede. Für die Osteoklasten ergab sich morphologisch eine gehemmte Differenzierung. Auch die TRAP5b Aktivität sowie die Expression aktivitätsspezifischer Gene wie z. B. Cathepsin K waren im Kontakt mit PS im Vergleich zu den Kontrollen signifikant vermindert. Insgesamt sprechen die Ergebnisse für eine sehr gute Biokompatibilität der LCM-Scaffolds. Interessanterweise konnte allein durch die strukturelle Veränderung der Schwarz-P-Struktur von PS gegenüber KS die Vitalität der MSC gesteigert, sowie die Aktivität der Osteoklasten reduziert werden. Da trotzdem funktionsfähige Osteoklasten vorhanden waren, jedoch keine überschießende Aktivität vorlag, ist von einer besonderen Eignung der porösen Scaffolds für den Einsatz als Osteophase biphasischer Implantate auszugehen.
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Participatory monitoring and valuation of hydrological ecosystem services in tropical mountainous landscapes of Kenya
(2023-11-14) Njue, Naomi Karimi
Tropical montane forests provide water-related ecosystem services (WES) that are crucial for human well-being and sustainable development, yet these ecosystems are among the most threatened globally by conversion to other land uses and climate change. Despite their importance and vulnerability, the lack of hydrometric data and inadequate incorporation of socio-cultural values in decision-making processes makes it more difficult to plan for sustainable land use and water resources management in the tropics. To contribute towards this monitoring and knowledge gap, this dissertation examines the potential of using participatory approaches in monitoring and valuation of WES. First, a comprehensive systematic review based on a synthesis of 71 scientific studies on citizen science in the context of hydrology was conducted to understand the scope and future prospects of integrating citizen science in hydrological monitoring. There has been a significant growth in the application of state-of-the art approaches of citizen science in hydrology over the past decade, with successful implementation and contributions especially to water quality assessments. In the second part of this dissertation, a contributory citizen science water quality and level monitoring network was established at six sites within the Sondu-Miriu River Basin, a mesoscale catchment in South-West Mau, Kenya with the aim to evaluate suspended sediment dynamics. A two-year dataset generated by citizen scientists revealed that suspended sediment concentrations were highest in agricultural landscapes, and lowest in sub-catchments with high forest cover, indicating the impacts of land use patterns on suspended sediment dynamics in the region and the direct role of forested areas in providing important services in term of sediment regulation that affect the society. Data on suspended sediment and water level collected by citizen scientists using turbidity tubes and water level gauges validated with data from automatic stations at two sites, revealed a similar temporal pattern. Finally, the third part of the dissertation focusses on socio-cultural valuation of WES based on a household survey. Water provisioning, climate regulation, water purification, water regulation, and groundwater recharge were perceived as the top five most important services for societal well-being and highly vulnerable. The findings of this dissertation show that citizen science is a promising, cost-effective participatory strategy that can support hydrological monitoring and research in remote tropical mountainous regions. Additionally, socio-cultural valuation can be a useful tool for identifying relevant ecosystem services. This can help guide the prioritization and design of more effective and locally adaptive management strategies that promote sustainable livelihoods and environmental sustainability.