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Biotechnologische Anwendungen der Aldehyd‑Oxidoreduktase und anderer Enzyme aus Aromatoleum aromaticum
No full textDie Aldehyd-Oxidoreduktase aus dem beta-Proteobakterium Aromatoleum aromaticum EbN1 (AORAa) ist eine Enzym mit einer „Nanowire“ Struktur aus drei Untereinheiten, dass Redox-Reaktion verschiedener Aldehyde und entsprechender Carbonsäuren katalysiert. Die β-Untereinheiten enthalten je einen Wolfram-bis-Pterin-Kofaktor im aktiven Zentrum, der über einen Tunnel aus [4Fe-4S]- Clustern in β- und α-Untereinheiten mit FAD-Kofaktoren in den γ-Untereinheiten verbunden sind. Für die Produktion von AORAa sind neben den drei Strukturgenen aorA-C zwei weitere Gene aorD und aorE, die für Maturationsfaktoren codieren, im Operon essenziell.
Besonders bemerkenswert am Aufbau des Enzyms ist der „Nanowire“ Multimer-Komplex. In der Strukturanalyse wurde in AorA ein α- helikaler Strukturanteil identifiziert, von dem vermutet wird, dass er für die Oligomerisierung verantwortlich ist. Es wurde eine Deletionsmutante von dieser AorA, AorΔhelix, erstellt. Dieser wird in dieser Arbeit kinetisch charakterisiert und mit dem AORAa Wildtyp verglichen.
In vitro kann die Aktivität von AORAa mit Viologen-Farbstoffen, Ti(III)-Citrat, und NAD(H) gemessen werden, wobei bisher nur NAD(H) als physiologischer Elektronenakzeptor in Frage kommt. Im Rahmen dieser Arbeit wurde geprüft, ob Ferredoxin als natürlicher Elektronendonator fungiert. Zusätzlich wurden Phosphit, Hypophosphit, Methylenblau und DCPIP als Elektronendonatoren, bzw. -akzeptoren getestet.
Gemeinsam mit verschiedene Alkoholdehydrogenasen kann die Reduktion von aromatischen und aliphatischen Carbonsäuren durch AORAa weiter bis zum entsprechenden Alkohol katalysiert werden. Neben AORAa enthält A. aromaticum EbN1 weitere dafür interessante Enzyme. Bei AdhB und BaDH handelt es sich um Alkohol-Dehydrogenasen, die für Biokatalysten interessante Eigenschaftenbesitzen, etwa die Toleranz gegenüber gängigen Lösungsmitteln (AdhB, BaDH) oder ein breites Substratspektrum von aromatischen Verbindungen (BaDH). Beide Enzyme wurden grundlegend charakterisiert. Besonders auffällig sind Hinweise auf einen neuen, Nukleotid-ähnlichen Kofaktor in den rekombinanten Enzympräparaten beider Proteine. In Kombination mit AORAa wurden sie außerdem zur Reduktion von Benzoat oder Essigsäure zu den entsprechenden Alkoholen eingesetzt.
Im Genom von A. aromaticum EbN1 ist das Gen für ein weiteres Wolframenzym vorhanden, AOR1. Obwohl diese Enzym-Art auch in anderen Organismen vorkommt, wurde bisher noch kein Vertreter charakterisiert. Im Rahmen dieser Arbeit wurde AOR1 rekombinant produziert und anfänglich charakterisiert.
Die Optimierung der Wachstumsbedingungen für verschiedene Stämme von Aromatoleum spp. ist nicht nur für ein künftige Biokatalyse-System wichtig, sondern hat auch zur Entwicklung der Methoden zur gentechnischen Manipulation von A. evansii beigetagen. Zuletzt wurde gezeigt, dass verschiedene Vertreter der Aromatoleum-Gruppe Substanzen aus Lignin-Derivaten als Kohlenstoffquelle nutzen können und dass Substrate für AORAa in Lignin-Derivaten vorhanden sind.The aldehyde:ferredoxin oxidoreductase from the beta-proteobacterium Aromatoleum aromaticum
EbN1 (AORAa) is an enzyme with a three-subunit "nanowire" structure that catalyzes the redox
reactions of various aldehydes and their corresponding carboxylic acids. The β subunits each
contain a tungsten-bis-pterin cofactor in the active site, which is connected via a tunnel of [4Fe-4S]
clusters in the β and α subunits to FAD cofactors in the γ subunits. In addition to the three structural
genes aorA–aorC, two further genes in the operon, aorD and aorE, which encode maturation
factors, are essential for AORAa production.
Particularly notable in the enzyme’s architecture is the three-dimensional “nanowire” multimer
complex. Structural analysis identified an α-helical region in AorA that is suspected to be
responsible for oligomerization. A deletion mutant of this AorA, AorΔhelix, was constructed. It is
kinetically characterized in this work and compared with the AORAa wild type.
In vitro, AORAa activity can be measured with viologen dyes, Ti(III)-citrate, and NAD(H), although so
far only NAD(H) is considered a physiological electron acceptor. In this study, it was tested whether
ferredoxin could serve as a natural electron donor. In addition, phosphite, hypophosphite,
methylene blue, and DCPIP were tested as electron donors or acceptors.
Together with various alcohol dehydrogenases, the reduction of aromatic and aliphatic carboxylic
acids by AORAa can continue to the corresponding alcohols. In addition to AORAa, A. aromaticum
EbN1 harbours other enzymes of interest for this purpose. AdhB and BaDH are alcohol
dehydrogenases that possess properties relevant for biocatalysis, such as tolerance to common
solvents (AdhB, BaDH) and a broad substrate range for aromatic compounds (BaDH). Both enzymes
have been characterized at a basic level. Notably, recombinant preparations of both proteins
contain indications of a novel nucleotide-like cofactor. In combination with AORAa, they have also
been used to reduce benzoate or acetic acid to the corresponding alcohols.
The genome of A. aromaticum EbN1 contains the gene for another tungsten enzyme, AOR1.
Although this type of enzyme occurs in other organisms, no representative has been characterized
to date. In the course of this work, AOR1 was produced recombinantly and initially characterized.
Optimizing growth conditions for various Aromatoleum spp. strains is not only important for a future
biocatalytic system but has also contributed to the development of methods for the genetic
manipulation of A. evansii.
Lastly, it was shown that various members of the Aromatoleum group can use substances derived
from lignin as a carbon source and that substrates for AORAa are present in lignin derivatives
The triple integration of data, users and policies required for successful climate health solutions
No full textThe development of digital tools for climate health is considered an emerging field of action and an economic opportunity. Analysing international best practices, we propose a typology of these technologies and their functions. Climate health technologies share common challenges regarding data integration, the integration of users and policy alignment. Their effectiveness in enhancing public health depends on addressing these challenges through robust data integration, active user engagement, and policy coherence.Gefördert durch den Open-Access-Publikationsfonds der UB Marburg
Project EnableD, M1.1: Milestone report Implementation of milestone M1.1: Review, bundling and provision of existing offers
No full textDas Projekt EnableD (2023-2025) fördert die selbstgesteuerte Kompetenzentwicklung zu digitalem Arbeiten. Ziel des Meilensteins M1.1 des Projekt war es, die bestehenden digitalen Lernmodule zum selbstgesteuerten Erwerb von Digitalkompetenzen zu sichten, auf einer zentralen Plattform zu bündeln und für die Zielgruppen – Studierende, Lehrende, Forschende sowie Mitarbeiter*innen – zugänglich zu machen. Dieser Bericht fasst die durchgeführten Schritte, erreichten Ergebnisse und Herausforderungen zusammen.
Das Projekt EnableD ist am Servicezentrum digital gestützte Forschung an der Philipps-Universität Marburg angegliedert und wird durch den Innovations- und Strukturentwicklungsfonds des HMWK gefördert.The project EnableD (2023-2025) promotes the self-directed development of digital skills. The aim of milestone M1.1 of the project was to review the existing digital learning modules for the self-directed acquisition of digital skills, bundle them on a central platform and make them accessible to the target groups - students, lecturers, researchers and employees. This report summarizes the steps taken, results achieved and challenges faced.
The project EnableD is affiliated with the eResearch Service Center at Philipps-Universität Marburg and is funded by the Innovation and Structural Development Fund of the HMWK
Association of relationship satisfaction with blood pressure: a cross-sectional study of older adults in rural Burkina Faso
No full textThe objective of this study is to examine the association between relationship satisfaction and blood pressure (BP) in a low-income setting and to screen for gender moderation in this context. Research conducted in high-income settings suggests that relationship satisfaction is associated with better physical and mental health outcomes.
A cross-sectional study design was employed, using both questionnaire and physical measurement data. Multiple linear regression models were calculated for systolic and diastolic BP and adjusted for age, gender, demographics/socioeconomics and other health-related variables. Gender moderation was tested using interaction terms in multivariable analyses.
A household survey was conducted in 2018 in rural northwestern Burkina Faso.
Final analysis included 2114 participants aged over 40 who were not pregnant, reported being in a partnership and had valid BP readings.
Main outcome measures Systolic and diastolic BP levels.
A significant positive association existed between relationship satisfaction (Couples Satisfaction Index-4 score) and systolic BP (B=0.23, 95% CI (0.02 to 0.45), p=0.03) when controlling for demographics/socioeconomics. Nevertheless, this relationship lost statistical significance when additional adjustments were made for health-related variables (B=0.21, 95% CI (−0.01 to 0.42), p=0.06). There was no significant association of relationship satisfaction and diastolic BP and no evidence of gender moderation.
In contrast to many higher-income settings, we found a positive association between relationship satisfaction and systolic BP in very low-income rural Burkina Faso. Our results add to the evidence regarding the contextual nature of the association between relationship satisfaction and health, as high relationship satisfaction may not act as a health promotor in this socioeconomic context.Gefördert durch den Open-Access-Publikationsfonds der UB Marburg
Die Ordnung der Dystopien und das Chaos der Grenzüberschreitungen: Eine interkulturelle Romananalyse aus Kanada, Südafrika und Ägypten
No full textThis study ventures into the realm of dystopian literature, examining the nuanced roles that borders—both physical and structural—play in shaping the societies within. It delves into the fabric of dystopian worlds as depicted in Margaret Atwood's The Handmaid's Tale (1985) from Canada, Ahmed Khaled Towfik's Utopia (2008) from Egypt, and J.M. Coetzee's Waiting for the Barbarians (1980) from South Africa. This study adopts a cross-cultural approach to the genre's thematic consistencies, highlighting dystopian literature's capacity to transcend geography and culture and addressing universal human methods of survival and resistance. Through exploring how these borders dictate the flow of knowledge, power, and movement, thus enforcing conformity within dystopian worlds, the study illuminates the interactive relationship between the corporeal of the dystopian citizens and the physical and structural borders they navigate. Secondly, as a transgression to such borders is inevitable, it reveals how transgressions (either minor or major) in dystopian settings catalyze shifts in power dynamics and individual identity. Scrutinizing the minor and major crossings, the study extends the concept of the contact zone to dystopian encounters, showcasing how these narrative spaces become sites of transformative interaction and resistance and, most importantly, reflecting and shaping our understanding of complex society systems under dictatorships, colonization, and social segregation. Through a cross-cultural lens, the research examines the portrayal of bodies in contact with borders, investigating the transformative potential of these crossings. The tension between maintaining order and the chaos that arises from crossing these borders echoes the principles of chaos theory, which asserts both the inherent unpredictability and interconnectedness within these complex systems.
The study asserts that dystopian narratives, akin to chaotic systems, defy reduction to simple terms and maintain an inherently unpredictable nature, deeply influenced by the nuances of seemingly minor acts of defiance and transgression as much as major ones. Moreover, it cautions against a narrow interpretation of border crossings as merely positive acts framed within a simplistic binary of defeat versus revolution or despair versus hope. Instead, the study advocates for a broader spectrum of interpretations, recognizing the multifaceted complexity of dystopian societies and the varied significance of crossing borders. Rethinking the unpredictability of complex systems forces us to rethink the hastily deterministic interpretation of the outcome of revolutions and resistance movements. In other words, to view such major events not as rupture events but as events in progress. In doing so, it offers a fresh perspective on the chaotic underpinnings of dystopian worlds and their reflection on our societal structures. This approach underscores the enduring power of literature to dialogically reflect on societies’ challenges and hardships, revealing the collective human experiences that unite us across cultural and geographical divides.Diese Studie führt in den Themenbereich der dystopischen Literatur ein und untersucht die unterschiedlichen Rollen, die Grenzen - sowohl räumliche als auch strukturelle - bei der Gestaltung der Gesellschaften spielen. Sie befasst sich mit der Konstruktion dystopischer Welten, wie sie in Margaret Atwoods The Handmaid's Tale (1985) aus Kanada, Ahmed Khaled Towfiks Utopia (2008) aus Ägypten und J.M. Coetzees Waiting for the Barbarians (1980) aus Südafrika dargestellt werden. Diese Studie wählt einen interkulturellen Ansatz für die thematische Kohärenz des Genres, unterstreicht die Kapazität dystopischer Literatur, Geografie und Kultur zu überschreiten, und widmet sich den universellen menschlichen Methoden des Überlebens und des Widerstands. Die Studie beleuchtet, wie Grenzen den Fluss von Wissen, Macht und Bewegung bestimmen und Konformität in dystopischen Welten erzwingen, indem sie die interaktive Beziehung zwischen dem körperlichen Dasein der dystopischen Bürger und den physischen sowie strukturellen Grenzen, die sie überwinden müssen, untersucht. Weiterhin, da die Überschreitung solcher Grenzen unausweichlich erscheint, zeigt sie auf, wie selbst kleinste Übertretungen in dystopischen Kontexten zu Verschiebungen in der Machtdynamik und der individuellen Identität führen können. Die Untersuchung erforscht sowohl kleine als auch große Grenzüberschreitungen und weitet das Konzept der Kontaktzone auf dystopische Kontakte aus. Sie verdeutlicht, wie diese narrativen Räume zu Schauplätzen transformativer Interaktion und Widerstandes werden und, was besonders bedeutend ist, unser Verständnis von komplexen Gesellschaftssystemen unter Diktaturen und Kolonialisierung sowie soziale Segregation widerspiegeln und formen. Mit einem interkulturellen Blickwinkel analysiert die Studie, wie Körper im Kontakt mit Grenzen dargestellt werden, und beleuchtet das transformative Potenzial dieser Grenzübertritte. Aus interkultureller Sicht erforscht die Studie, wie Körper in Berührung mit Grenzen dargestellt werden und erforscht das transformative Potenzial solcher Grenzüberschreitungen. Die Spannung zwischen der Aufrechterhaltung von Ordnung und dem durch Grenzübertritte entstehenden Chaos reflektiert die Grundsätze der Chaostheorie, die sowohl die inhärente Unvorhersehbarkeit als auch die Vernetzung in diesen komplexen Systemen hervorhebt.
Die Untersuchung erkennt, dass dystopische Erzählungen, ähnlich chaotischen Systemen, sich einer Reduktion auf einfache Begriffe widersetzen und einen wesentlich unvorhersehbaren Charakter besitzen. Dieser Charakter wird sowohl von den Feinheiten scheinbar kleiner Akte des Widerstands und der Überschreitung als auch von größeren Ereignissen beeinflusst. Zudem warnt die Studie vor einer zu engen Interpretation von Grenzüberschreitungen als ausschließlich positive Handlungen, die in einer vereinfachenden binären Darstellung von Niederlage versus Revolution oder Verzweiflung versus Hoffnung verankert sind. Die Studie setzt sich für ein umfassenderes Spektrum an Interpretationen ein und erkennt die vielschichtige Komplexität dystopischer Gesellschaften sowie die unterschiedlichen Bedeutungen von Grenzüberschreitungen an. Eine Neubewertung der Unvorhersehbarkeit komplexer Systeme fordert uns heraus, deterministische Interpretationen der Ergebnisse von Revolutionen und Widerstandsbewegungen zu hinterfragen. Das bedeutet, solche bedeutenden Ereignisse nicht als punktuelle Brüche, sondern als fortlaufende Prozesse zu begreifen. Auf diese Weise eröffnet die Studie eine neue Sichtweise auf die chaotischen Grundlagen dystopischer Welten und deren Spiegelung in unseren gesellschaftlichen Strukturen. Dieser Ansatz betont die anhaltende Bedeutung der Literatur, die Herausforderungen und Sorgen von Gesellschaften dialogisch zu reflektieren und die gemeinsamen menschlichen Erfahrungen aufzuzeigen, die uns über kulturelle und geografische Grenzen hinweg verbinden
Global prevalence of community-acquired respiratory viral coinfections in COVID-19 patients and their impact on disease progression: Systematic review and meta-analysis
No full textDer Ausbruch von SARS-CoV-2 und seine rasante Ausbreitung wurde von der WHO als globale Pandemie eingestuft. Seither wurden zahlreiche Studien durchgeführt, um die von dem Virus ausgelöste Erkrankung COVID 19 zu untersuchen sowie präventive und therapeutische Ansätze zu entwickeln. Präpandemische Studien zeigten, dass Koinfektionen bei respiratorischen Viruserkrankungen die Morbidität signifikant erhöhen können. Während schon frühzeitig Koinfektionen bei COVID-19 Patienten beschrieben wurden, bleibt die klinische Relevanz unschlüssig. Die Etablierung von SARS-CoV-2 in der humanen Population und die hohe Inzidenz anderer viraler Atemwegserkrankungen erfordern eine Evaluierung der Bedeutung von Koinfektionen. Die Ziele des systematischen Reviews und der Metaanalyse sind, die publizierte Literatur kritisch zu bewerten, die Prävalenz viraler respiratorischer Koinfektionen bei COVID-19 Patienten zu ermitteln, die häufigsten Kopathogene zu identifizieren und die Auswirkungen einer Koinfektion auf den Krankheitsverlauf und das Outcome zu beschreiben.
Die Datenbanken PubMed, Web of Science, Embase, Scopus und The Cochrane Library wurden systematisch nach Studien durchsucht, welche zwischen dem 1. November 2019 und dem 13. August 2021 publiziert wurden. Eingeschlossen wurden COVID-19 Patienten jeden Alters und Krankheitsschweregrades, welche innerhalb von 48 Stunden nach COVID-19 Diagnosestellung auf weitere respiratorische Viren getestet wurden. Als primäres Outcome für die Metaanalyse wurde die Rate von respiratorischen viralen Koinfektionen unter allen SARS-CoV-2 positiven Patienten entsprechend eines random-effect Models gewählt. Die Prävalenzanalyse wurde in verschiedenen Subgruppen durchgeführt. Die spezifische Prävalenz der einzelnen viralen Kopathogene wurde bestimmt. Für den Vergleich koinfizierter und monoinfizierter COVID-19 Patienten wurden sekundäre Endpunkte definiert. Das Protokoll für den systematischen Review und die Metaanalyse wurde prospektiv festgelegt und in der PROSPERO-Datenbank registriert.
Aus 6053 initial identifizierten Studien, konnten 59 Studien extrahiert werden, welche den Ein- und Ausschlusskriterien entsprachen. Unter 16643 SARS-CoV-2 positiven Patienten wiesen 5.01% virale respiratorische Koinfektionen auf. Die Subgruppenanalysen zeigten, dass pädiatrische Patienten signifikant häufiger koinfiziert waren (9.39%), als erwachsene Studienteilnehmer (3.51%, p=0.02). Eine geschlechtsspezifische Subgruppenanalyse ermittelte keine signifikanten Prävalenzunterschiede. Influenzaviren (1.54%) und Enteroviren (1.32%) waren die prävalentesten unter allen viralen Kopathogenen. Im Vergleich zu monoinfizierten COVID-19 Patienten, litten Koinfizierte häufiger unter Dyspnoe (48.1% vs. 37.3%, OR=0.94) und ihre Odds für Sterblichkeit waren erhöht (OR=1.66). Hinsichtlich der Symptome Husten und Fieber sowie dem Bedarf intensivmedizinischer Betreuung konnten keine signifikanten Unterschiede festgestellt werden.
Obwohl die Inzidenz von COVID-19 bis zum Zeitpunkt der Datenerhebung hoch blieb, ist die Rate an Koinfektionen relativ gering. Während die weltweite Implementierung von nicht-pharmazeutischen Interventionen die Zirkulation respiratorischer Viren reduziert hat, beeinflussen saisonale Muster und die Mechanismen der Virus-Virus-Interaktion die Kozirkulation und Koinfektionswahrscheinlichkeit von respiratorischen Viren und SARS-CoV-2. Die Ergebnisse der Metaanalyse legen nahe, dass sich eine Koinfektion negativ auf den Krankheitsverlauf und das Outcome auswirken können. Die Verwendung von Multiplex-PCR-Panels ist im Hinblick auf therapeutische und prognostische Implikationen sowie Infektionsschutzmaßnahmen ratsam, vor allem in Bezug auf eine mögliche Koinfektion mit dem Influenza- oder Respiratorischen-Synzytial-Virus. Angesichts der besonderen methodischen und klinischen Heterogenität der untersuchen Daten ist es wichtig, die in der vorliegenden Arbeit gefundenen Ergebnisse mit weiteren Metaanalysen zu fundieren. Von besonderem Interesse ist dabei die Differenzierung zwischen verschiedenen Alters-, Risiko-, und Komorbiditätsgruppen und die separate Betrachtung der einzelnen Virusspezies hinsichtlich der jeweiligen Interaktion und ihres Effekts auf Krankheitsverlauf und Outcome der COVID-19 Erkrankung.The emergence of SARS-CoV-2 and its spread across the world was declared as a global pandemic by the WHO in March 2020. Since then, numerous studies have been performed to investigate the disease COVID-19 as well as to develop therapeutic approaches. Prepandemic studies show, that co-infections in respiratory viral diseases can be one of the factors increasing the morbidity. While co-infections in COVID-19 patients have been described early on, the clinical relevance remains inconclusive. With SARS-CoV-2 becoming firmly established in the human population and the high incidence of other respiratory viral infections, it is important to evaluate the significance of co-infections. The aims of this systematic review and meta-analysis are to critically assess the published literature, determine the prevalence of respiratory viral infections in COVID-19 patients, identify the most common co-pathogens and describe the effects of co-infection on the course and outcome of disease.
We systematically searched PubMed, Web of Science, Embase, Scopus, and The Cochrane Library for studies published from 1 November 2019 to 13 August 2021. We included patients of all ages and any COVID-19 severity who were screened for respiratory viral co-infection within 48 hours of COVID-19 diagnosis according to WHO criteria. The main outcome was the proportion of patients with respiratory viral co infection according to the random-effects model. The prevalence analysis was carried out in different subgroups. The specific prevalence for each viral co-pathogen was determined. Secondary endpoints were defined to compare the mono- and co infected COVID-19 patients. The systematic review was prospective registered to PROSPERO.
Out of 6053 initially retrieved studies, 59 studies met the inclusion criteria. Among 16643 SARS-CoV-2 positive patients, 5.01% were coinfected with a second respiratory virus. Subgroup analyses showed that co-infection was significantly higher in paediatric (9.39%) than adult (3.51%) patients (p=0.02). Gender-specific subgroup analysis did not reveal any significant differences. Influenza viruses (1.54%) and enteroviruses (1.32%) were the most prevalent co-pathogens. Compared to mono-infected COVID-19 patients, the co-infected patients were more likely to be dyspnoeic (48.1% vs. 37.3%, OR=0.94) and the odds of fatality (OR=1.66) were increased. No significant differences were found with regard to the appearance of the symptoms cough and fever as well as the need of submission to an intensive care unit.
Although the incidence of COVID-19 remained high at the time of data collection, the rate of co-infections is relatively low. While the global implementation of non-pharmaceutical interventions reduced the circulation of respiratory viruses, seasonal patterns and the mechanisms of virus-virus-interaction influence the cocirculation and probability of co-infection of respiratory viruses. The results of this systematic review and meta-analysis suggest, that co-infection might have a negative impact in the course and outcome of disease. The use of multiplex PCR panels could be advisable regarding therapeutic and prognostic implications as well as infection control measures, especially for possible influenza virus or respiratory syncytial virus co infections. Given the methodological and clinical heterogeneity of the examined data, it is important to substantiate the results found in this systematic review and meta-analysis with further studies. The differentiation between certain age, risk and comorbidity subgroups as well as the separate investigation of co-pathogens considering the mechanisms of virus-virus-interaction and its effects on the COVID-19 patients should be of particular interest
Recognition of European mammals and birds in camera trap images using deep neural networks
No full textMost machine learning methods for animal recognition in camera trap images are limited
to mammal identification and group birds into a single class. Machine learning methods
for visually discriminating birds, in turn, cannot discriminate between mammals and are
not designed for camera trap images. The authors present deep neural network models to
recognise both mammals and bird species in camera trap images. They train neural
network models for species classification as well as for predicting the animal taxonomy,
that is, genus, family, order, group, and class names. Different neural network architec-
tures, including ResNet, EfficientNetV2, Vision Transformer, Swin Transformer, and
ConvNeXt, are compared for these tasks. Furthermore, the authors investigate ap-
proaches to overcome various challenges associated with camera trap image analysis. The
authors’ best species classification models achieve a mean average precision (mAP) of
97.91% on a validation data set and mAPs of 90.39% and 82.77% on test data sets
recorded in forests in Germany and Poland, respectively. Their best taxonomic classifi-
cation models reach a validation mAP of 97.18% and mAPs of 94.23% and 79.92% on
the two test data sets, respectively.Gefördert durch den Open-Access-Publikationsfonds der UB Marburg
Dr. Alfred Ehrentreich (1896-1998)
No full textKern dieser kurzen biographischen Skizze ist ein von Hanno Schmitt initiiertes und am 8. Mai 1992 mit einer kleinen Gruppe Studierender und Lehrender geführtes Gespräch mit Alfred Ehrentreich am Institut für Erziehungswissenschaft in Marburg
Therapie und Outcome des Status epilepticus bei Patientinnen und Patienten mit primären Hirntumoren und Hirnmetastasen: Vergleich zweier Studienkohorten an den Universitätskliniken Marburg und Frankfurt am Main
No full textIm Zeitraum zwischen Januar 2011 und Dezember 2017 wurden in Form einer
retrospektiven, multizentrischen Kohortenstudie an den beiden Studienzentren
Universitätsklinikum Marburg und Universitätsklinikum Frankfurt am Main Daten zu
Patientinnen und Patienten erhoben, die aufgrund eines primären oder sekundären
Hirntumors einen Status epilepticus erlitten. Dabei wurden die beiden Studienkohorten
auf Patientenmerkmale, Eigenschaften des Status epilepticus, seiner Behandlung und des
Outcomes für die Betroffenen untersucht und im Rahmen dieser vorliegenden Arbeit
miteinander auf ihre Gemeinsamkeiten und Unterschiede verglichen. Die Marburger
Studienkohorte setzte sich aus 57, die Frankfurter Studienkohorte aus 151 Patientinnen
und Patienten zusammen.
In der Kohorte des Studienzentrums Universitätsklinikum Marburg mit Frauenanteil von
56,1 % und signifikant höherem Alter von durchschnittlich 66,3 Jahren zeigte sich auch
ein signifikant vorteilhafteres Tumorprofil mit 31,6 % an Patientinnen und Patienten mit
hauptsächlich benignen intrakraniellen extraduralen Tumoren. Entsprechend boten hier
mit 52,6 % weniger der Betroffenen einen Tumorprogress und mit 61,4 % mehr der
Patientinnen und Patienten einen guten körperlichen Funktionsstatus bei Aufnahme
gemessen anhand der modifizierten Rankin Skala. In der Kohorte des Studienzentrums
Frankfurt am Main bestand bei Männeranteil von 53,6 % und durchschnittlichem Alter
von 59,7 Jahren ein entsprechend ungünstiges Tumorprofil mit 61,6 % der Patientinnen
und Patienten, die an einem diffusen Gliom litten. Daher boten hier 64,5 % der
Betroffenen einen Tumorprogress und nur 55,0 % einen guten körperlichen
Funktionsstatus bei Aufnahme. Anhand der bestehenden Komorbiditäten jenseits der
Hirntumorerkrankung zeigten beide Kohorten idealerweise keinen Unterschied, bei
jeweils rund zwei Drittel der Patientinnen und Patienten (68,4 % und 69,5 %) bestand ein
vorteilhafter Charlson Komorbiditäts-Index und damit kein erhöhtes Sterblichkeitsrisiko.
Die auf der aktuellen Fachliteratur basierenden Annahmen, dass das Risiko für einen
tumorassoziierten Status epilepticus sich proportional zum Hirntumor-Grad verhält und
eher als Hinweis für einen Tumorprogress auftritt, konnten in beiden Kohorten bestätigt
werden. Mit dem höheren Alter, dem signifikant höheren Anteil an Patientinnen und
Patienten ohne vorbestehende Epilepsie (52,6 % vs. 33,8 %) und dem größeren
zusammengelegten Anteil an refraktären und superrefraktären Fällen (57,9 % vs. 53,0 %)
in der Marburger Kohorte, lässt sich teilweise auch der signifikant niedrigere Anteil an
Patientinnen und Patienten mit einer vorteilhaften Prognose bezüglich des Outcomes
anhand des Status epilepticus Severity Scores von 73,7 % vs. 88,7 % in der Frankfurter
Kohorte erklären. Trotz des höheren Anteils an nicht refraktären Fällen in der Frankfurter
Kohorte (47,0 % vs. 42,1 %) waren hier mit durchschnittlich 3,7 vs. 3,2 mehr
Therapieschritte bis zur Durchbrechung des Status epilepticus notwendig. Auch hatten in
dieser Kohorte die Patientinnen und Patienten vor und signifikant nach erfolgtem Status
epilepticus eine höhere Anzahl an anfallssuppressiven Medikamenten erhalten als in der
Marburger Kohorte (durchschnittlich 1,6 vs. 1,4 Medikamente davor und 2,4 vs. 1,8
Medikamente danach), was Ausdruck eines höher antizipierten Risikos für erneute
Anfallsgeschehen aufgrund von vorbestehender Epilepsie, ungünstigerem Tumorprofil
und höherem Anteil an Patientinnen und Patienten mit Tumorprogress sein kann.
Nach erfolgtem Status epilepticus kam es in beiden Kohorten gleichermaßen zu einem
deutlichen Einbruch des körperlichen Funktionsstatus: Mit 68,4 % in der Marburger
Kohorte und 71,5 % in der Frankfurter Kohorte boten nun mehr als zwei Drittel der
Betroffenen nur noch einen eingeschränkten Funktionsstatus anhand der modifizierten
Rankin Skala. Bei ungünstigerem Tumorprofil und größerem Anteil an Patientinnen und
Patienten mit Tumorprogress in der Frankfurter Kohorte verstarben hier während des
stationären Aufenthaltes prozentual fast doppelt so viele Betroffene wie in der Marburger
Kohorte (19,9 % vs. 10,5 %). War darüber hinaus die Kurzzeitmortalität nach 30 Tagen
in beiden Kohorten noch im mittleren Bereich (17,5 % in der Marburger Studienkohorte
und 26,5 % in der Frankfurter Studienkohorte), so kam es zu einer massiven Zunahme
der 1-Jahres-Mortalitätsraten in beiden Kohorten mit 57,9 % in der Marburger Kohorte
und 68,9 % in der Frankfurter Kohorte. Denkbar ist, dass der erlittene Status epilepticus
über den deutlichen Einbruch des körperlichen Funktionsstatus im Zusammenwirken mit
der eingeschränkten hirntumorassoziierten Prognose langfristig zu einer erhöhten
Mortalität beiträgt.Between January 2011 and December 2017, we conducted a comprehensive
retrospective, multicenter cohort study at the two study centers, University Hospital
Marburg and University Hospital Frankfurt am Main. We collected data on patients who
suffered status epilepticus due to a primary or secondary brain tumor. The two study
cohorts were examined for patient characteristics, characteristics of status epilepticus, its
treatment, and the outcome for those affected. We then compared the cohorts to identify
similarities and differences, ensuring a thorough analysis. The Marburg study cohort
consisted of 57 patients and the Frankfurt study cohort of 151 patients.
In the cohort from the University Hospital Marburg study center, with a 56.1 % share of
women and a significantly higher average age of 66.3 years, there was also a significantly
more advantageous tumor profile with 31.6 % of patients with mainly benign intracranial
extradural tumors. Accordingly, 52.6 % fewer of those affected had tumor progression,
and 61.4 % more patients had a good physical functional status as measured by the
modified Rankin Scale. In the cohort of the Frankfurt am Main study center, with a male
proportion of 53.6 % and an average age of 59.7 years, there was a correspondingly
unfavorable tumor profile, with 61.6 % of patients suffering from diffuse glioma. As a
result, 64.5 % of those affected had tumor progression, and only 55.0 % had a good
physical functional status on admission. Based on the existing comorbidities beyond the
brain tumor disease, both cohorts ideally showed no difference, with around two-thirds
of patients (68.4 % and 69.5 %) having a favorable Charlson Comorbidity Index and thus
no increased mortality risk.
The assumptions based on the current specialist literature that the risk of tumor-associated
status epilepticus is proportional to the degree of brain tumor and is more likely to occur
as an indication of tumor progression was confirmed in both cohorts. The higher age, the
significantly higher proportion of patients without pre-existing epilepsy (52.6 % vs. 33.8
%), and the larger combined proportion of refractory and super refractory cases (57.9 %
vs. 53.0 %) in the Marburg cohort also partly explain the significantly lower proportion
of patients with a favorable prognosis with regard to outcome based on the status
epilepticus severity score of 73.7 % vs. 88.7 % in the Frankfurt cohort. Despite the higher
proportion of non-refractory cases in the Frankfurt cohort (47.0 % vs. 42.1 %), more
treatment steps were necessary here until status epilepticus was terminated, with an
average of 3.7 vs. 3.2. The patients in this cohort had also received a higher number of
seizure-suppressive drugs before and significantly after status epilepticus than in the
Marburg cohort (on average 1.6 vs. 1.4 drugs before and 2.4 vs. 1.8 drugs after), which
may reflect a higher anticipated risk of recurrent seizures due to pre-existing epilepsy, a
less favorable tumor profile and a higher proportion of patients with tumor progression.
After status epilepticus, there was a significant drop in physical functional status in both
cohorts: at 68.4 % in the Marburg cohort and 71.5 % in the Frankfurt cohort, more than
two thirds of those affected now only had a limited functional status based on the modified
Rankin Scale. With a less favorable tumor profile and a larger proportion of patients with
tumor progression in the Frankfurt cohort, almost twice as many patients died during their
inpatient stay as in the Marburg cohort (19.9 % vs. 10.5 %). Furthermore, while short-
term mortality after 30 days was still in the medium range in both cohorts (17.5 % in the
Marburg study cohort and 26.5 % in the Frankfurt study cohort), there was a massive
increase in 1-year mortality rates in both cohorts, with 57.9 % in the Marburg cohort and
68.9 % in the Frankfurt cohort. It is conceivable that the status epilepticus suffered
contributes to increased mortality in the long term via the significant decline in physical
functional status in conjunction with the limited prognosis associated with the brain
tumor
Establishment and Analysis of Artificial Multi-Replicon Systems in the Alphaproteobacterium Sinorhizobium meliloti
No full textDie vorliegende Arbeit beschreibt Studien zur pABC-Vektorfamilie sowie zu artifiziellen
Genomfusionen, aus denen sich zukünftige hybride Genomkonfigurationen im α-Proteobakterium
Sinorhizobium meliloti (Synonym: Ensifer meliloti) ableiten lassen. Diese dienen dem Verständnis von
genomischen Organisationsprinzipien und Replikationsmechanismen sowie der Weiterentwicklung der
Methoden zur Genomeditierung in S. meliloti und verwandten Organismen innerhalb der α-
Proteobakterien. Das neuartige pABC-Vektorsystem wurde in vorangegangenen Arbeiten für S. meliloti
entwickelt. Es zeigte sich, dass die pABC-Vektorfamilie als funktionelle Erweiterung des dreigeteilten
S. meliloti Genoms nutzbar ist. Im Kontext dieser Arbeit wurde die Stabilität dieses modularen
Replikonsystems unter metabolischer Belastung, durch die Expression des Lux-ähnlichen Regulators
ExpR untersucht. Ebenso wurde eine über S. meliloti hinausgehende Kompatibilität des pABCVektorprinzips
gezeigt, indem pABC-Derivate speziell für Methylorubrum extorquens AM1 entwickelt
wurden, der als Plattformorganismus für eine zukünftige C1-Bioökonomie relevant ist. Eine weitere
Optimierung des pABC-Replikonsystems wurde durch die Entfernung von Erkennungssequenzen von
Typ IIS Restriktionsendonukleasen in mehreren Vektormodulen erreicht, wodurch die Nutzung
effizienter modularer Klonierungsstrategien (MoClo) ermöglicht wird. Eine Ergänzung der Vektoren
mit zusätzlichen Funktionsmodulen zur ortsspezifischen Rekombination oder neuen
Assemblierungsmöglichkeiten erweiterte die Anwendungsmöglichkeiten des pABC-Systems zur
Genomeditierung. Abschließend konnte gezeigt werden, dass pABC-basierte genetische Schaltkreise in
S. meliloti eine leistungsfähige Alternative zu deren genomischer Integration darstellen können.
Ein weiterer Teil dieser Arbeit beschäftigte sich mit der Konstruktion und Charakterisierung von
unterschiedlichen Fusionen des dreiteiligen S. meliloti Genoms. Physiologische Untersuchungen
zeigten, dass Morphologie, Wachstum und die Fähigkeit, eine funktionelle Symbiose mit Medicago
sativa einzugehen, in den Genomfusionsvarianten kaum beeinflusst wurden. Lediglich unter besonderen
Stressbedingungen oder bei ungünstiger Replichor-Komposition zeigten sich Unterschiede im Vergleich
zum Wildtyp-Stamm. Mit Hilfe eines speziell modifizierten Fluoreszenzmarkierungssystem wurde die
räumlich-zeitliche Organisation und Koordination der Segregation der Fusionsgenome während des
Zellzyklus charakterisiert. Dabei zeigte sich, dass Schlüsselelemente der Genompartitionierung
weitgehend erhalten blieben. In einem S. meliloti-Stamm, der ein Fusionsprodukt aus Chromosom,
pSymA und pSymB trug, wurde festgestellt, dass sowohl die Replikationsursprünge der sekundären
Replikons, als auch der Partitionierungsapparat von pSymB nicht mehr essenziell waren. Dieses Triple-
Fusionsderivat ohne die Replikationsursprünge der sekundären Replikone zeigte allerdings deutlich
unsymmetrische Replichor-Verhältnisse sowie abnormale Lokalisations- und Segregationsmuster des
chromosomalen Replikationsursprungs. Als Suppressoren der ungünstigen Replichorkomposition
konnte durch Sequenzierung der jeweiligen Genome eine Missense-Mutation im Gen für die
Histidinkinase CckA sowie eine partielle Inversion des fusionierten Replikons identifiziert werden.The present work describes studies on the pABC vector family as well as artificial genome fusions, from
which future hybrid genome configurations in the α-proteobacterium Sinorhizobium meliloti
(Ensifer meliloti) can be derived. These contribute to the understanding of genomic organization
principles and replication mechanisms, as well as the advancement of methods for genome editing in
S. meliloti and related organisms within the α-proteobacteria. The novel pABC vector system was
developed in previous work for S. meliloti. It was found that the pABC vector family can be used as a
functional extension of the tripartite S. meliloti genome. In the context of this work, the stability of this
modular replicon system was investigated under metabolic stress through the expression of the Lux-like
regulator ExpR. Similarly, compatibility of the pABC vector principle beyond S. meliloti was
demonstrated by developing pABC derivatives specifically for Methylorubrum extorquens AM1, which
serves as a platform for a future C1 bioeconomy. Further optimization of the pABC replicon system was
achieved by removing type IIS restriction endonuclease recognition sequences in several vector
modules, allowing the efficient use of modular cloning strategies (MoClo). The addition of vectors with
additional functional modules for site-specific recombination or new assembly possibilities expanded
the applications of the pABC system for genome editing. Finally, it was shown that pABC-based genetic
circuits in S. meliloti can be a powerful alternative to their genomic integration.
Another part of this work involved the construction and characterization of different fusions of the
tripartite S. meliloti genome. Physiological studies showed that morphology, growth and the ability to
enter into a functional symbiosis with Medicago sativa were hardly affected in the genome fusion
variants. Differences compared to the wild-type strain were only observed under special stress
conditions or with an unfavorable replichor composition. Using a modified fluorescence labeling
system, the spatio-temporal organization and coordination of the segregation of the fusion genomes
during the cell cycle was characterized. In this context, it was observed that key elements of genome
partitioning were largely conserved. In an S. meliloti strain carrying a fusion product of the chromosome,
pSymA, and pSymB, it was observed that both the replication origins of the secondary replicons and the
partitioning apparatus of pSymB were no longer essential. A triple-fusion derivative without the
replication origins of the secondary replicons exhibited significantly asymmetrical replicore ratios as
well as abnormal localization and segregation patterns of the chromosomal replication origin. A
missense mutation in the gene for the histidine kinase CckA and a partial inversion of the fused replicon
were identified as suppressors of the unfavorable replicon composition by sequencing the respective
genomes