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Amtliche Bekanntmachungen, 55. Jahrgang, Nr. 32
No full textFakultätsordnung der Agrar-, Ernährungs- und Ingenieurwissenschaftlichen Fakultät der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn vom 3. Juni 202
Exploring the interconnections between climate change-gender in adaptation and mitigation contexts
Get PDFGlobal human-driven climate change and its consequences are continuously transforming natural and socio-economic systems by altering the environment and posing threats to people’s health, well-being and livelihood stability. The population’s characteristics including geographical distribution, education, poverty and gender predefine to varying degrees individuals’ capacity and ability to overcome climate change challenges. In the light of the recent developments at the international arena, gender has been mentioned more often in the climate change-related context, compared to other characteristics. Interconnections between climate change and gender are characterized by complex synergies and dynamics, continuous development, and ongoing mutual impacts. The integration of these interconnections is among the factors that are expected to influence the development and implementation of effective global-scale adaptation and mitigation solutions. This PhD work explores some key aspects of the climate change-gender interconnections and sheds light on their interactions in a variety of contexts in different geographical regions including Central Asia (CA), Africa, and the Pacific. The work is structured around three main domains of climate change-gender interconnections: vulnerability, leadership/empowerment, and benefits, which are subject to thematic and geographical contexts, as well as level of application: regional, national or local.
Chapter 1 provides an introduction to the topic including the objectives and scope of this work and discusses gaps in the climate change-gender interconnections landscape. Chapter 2 explores the overall developments of inclusion of gender/women’s issues in scientific contributions in climate change research. It also outlines the main themes that can be referred to the vulnerability, leadership/empowerment, and/or benefits domain(s) of climate change-gender interconnections. Chapter 3 examines the leadership/empowerment domain by analysing advances made towards attaining gender-balanced leadership/empowerment in climate change adaptation and mitigation in 12 African countries. Chapter 4 investigates the progress in addressing gender/women considerations by climate change-related areas in CA countries. Chapter 5 discusses climate change-gender interconnections by reviewing a feminisation process, its drivers, positive and negative outcomes, and associated challenges within the broader agricultural context in different geographical regions including Latin America and CA. Chapters 6, 7 and 8 explore the domains of climate change-gender interconnections, in the context of additional issue areas such as the partly successful implementation of the Sustainable Development Goals (SDGs), extreme events and mental health, and climate change-induced migration.
The findings obtained during this PhD study reflect a new perspective under a unified umbrella of climate change-gender interconnections framework. The work provides innovative insights on the progress made towards taking into consideration men’s and women’s differences in handling climate change issues, and the potential added value that an improved understanding of these interconnections may bring from a climate change perspective, at meta level
Towards a Network Approach: Production Environments of Digital Innovation in the Global South and their Function in Social Transformation Processes
Get PDFThis thesis deals with production environments of digital innovations in the Global South and their impact on social transformation processes. Production environments are understood as networks that ultimately influence the design of digital technologies and their role in socio-technical systems. Specifically, three innovation networks in Zambia, Ghana, and Uganda were studied. Here the focus is not on the digital products developed, but on the actors, institutions, and prevailing social structures that affect the generation of ideas, the design of technologies, and ultimately the implementation and design of sociotechnical systems.
The work is based on two basic theoretical assumptions: first, on the abstraction of production environments as relational spaces that are analysed through a relational scale understanding. Second, on the Multi-level Perspective, which provides a framework to better understand transformation processes of socio-technical systems through the theoretical constructs of the Niche, the Regime and the Landscape. A particular focus here is on the Niche, where new socio-technological systems are tested and prepared for diffusion into the regime. The niche concept therefore serves as a conceptual link to the production environment.
Methodologically, an interdisciplinary approach was chosen. In addition to classical social research (case studies, interviews, observations), approaches from computational social sciences were used to analyse influences in digital networks.
The work is partly cumulative in nature and consists of three articles linked by a comprehensive cover. The first article focuses on coding networks in Zambia and analyses the cultural legitimacy actors construct for themselves within the niche or are assigned by external influences. The second article uses a dataset from Twitter to explain three innovation hubs in the Global South and their complex internal and external linkages. Influencing factors are examined and the positions of actors and institutions are highlighted. Finally, the third article addresses the difficulties of transferring MLP to the development context and highlights insights and potential areas of application for a closer integration of transformation research into the existing discourse of development research in the Global South
Das Manchester Triage System in der Anwendung bei Patienten mit Schwindel : Eine wissenschaftliche Untersuchung zur Genauigkeit in der Zentralen Notaufnahme
Get PDFSchwindel zählt zu den häufigsten Beschwerden, mit denen Patienten in die Notaufnahme kommen und kann zahlreiche Ursachen haben – von harmlosen Funktionsstörungen des Vestibularorgans bis hin zu zeitkritischen, lebensbedrohlichen Erkrankungen. Die Studie, die Grundlage dieser Arbeit darstellt, untersucht die Güte und Aussagekraft des Manchester-Triage-Systems bei der Ersteinschätzung von Schwindelpatienten in Bonn, Deutschland. Die Triage stellt einen wichtigen Prozess innerhalb der Notaufnahme dar, insbesondere bei den aktuell immer geringeren personellen und räumlichen Ressourcen.
In der retrospektiven, monozentrischen Beobachtungsstudie wurde die Güte des Manchester-Triage-Systems über den Surrogatparameter Behandlungslevel evaluiert. Darüber hinaus wurden Subgruppen anhand der Schwindelursache gebildet, um diese heterogene Gruppe besser zu charakterisieren. Patienten mit Schwindel und Schlaganfall als Ursache wurde außerdem gesondert betrachtet.
Im Beobachtungszeitraum wurden insgesamt 2958 Patienten mit Schwindel in der Notaufnahme behandelt; als Vergleichsgruppe dienten 52.017 Patienten mit anderen Symptomen. Im Vergleich zur Referenzgruppe zeigte sich bei den Schwindelpatienten eine deutlich geringere Übereinstimmung zwischen der Triagestufe und dem Behandlungslevel. Bei Patienten mit zentralnervöser Ursache des Schwindels (n=838) lag die Fläche unter der ROC-Kurve (AUC) für die Vorhersage einer stationären Aufnahme bei 0,69 (95 %-KI: 0,65–0,72), bei anderen organischen Ursachen (n=901) bei 0,64 (95 %-KI: 0,60–0,68). Die Vergleichsgruppe erreichte eine AUC von 0,75 (95 %-KI: 0,75–0,76). Ähnliche Unterschiede zeigten sich auch hinsichtlich der Aufnahme auf die Intensivstation. Besonders auffällig war die geringe Sensitivität des Manchester-Triage-Systems bei der Triagierung von Schwindelpatienten mit Schlaganfall (0,39), bei gleichzeitig hoher Spezifität von 0,91 (Referenzgruppe 0,72; 0,82).
Die Studie zeigt, dass das Manchester-Triage-System bei der Ersteinschätzung von Patienten mit Schwindel, insbesondere bei solchen mit neurologischen Notfällen wie Schlaganfällen, eine deutlich geringere Vorhersagekraft aufweist, als bei anderen Notfallpatienten. Eine Anpassung des Manchester-Triage-Systems ist daher notwendig
Charakterisierung von TRIAC-Transportern und Merkmale von Mausmodellen des Allan-Herndon-Dudley-Syndroms
Get PDF1. Charakterisierung von TRIAC-Transportern
3,3',5-Trijodthyroessigsäure (TRIAC) ist ein T3-Analogon, welches am nukleären T3-Rezeptor binden kann. TRIAC wird bereits bei Patienten mit Monocarboxylat-Transporter-8 (MCT8)-Defizienz (MCT8-/-) eingesetzt. MCT8 wird vorwiegend in der Blut-Hirn-Schranke, sowie Neuronen, Astrozyten und Oligodendrozyten exprimiert. Pathogene Mutationen im MCT8-Transportprotein führen zu einem T3-Mangel im Gehirn von Patienten, wodurch es zu neurologischen und kognitiven Beeinträchtigungen kommt. Eine Behandlungsmöglichkeit besteht in der Verwendung von TRIAC, jedoch sind die hierbei zugrundeliegenden Transportmechanismen bisher unklar. Das Ziel der hier vorliegenden Arbeit ist es, potenzielle TRIAC-Transportproteine zu identifizieren, validieren und dessen Transporteigenschaften zu charakterisieren, sowie weitere Substrate zu identifizieren. Hierbei können SLC29A2/ENT2 und SLC22A9/OAT7 mittels radioaktiven Aufnahme-Assay und Co-Inkubation von Nitrobenzyl-6-thioinosin (NBTI) und Östron-3-Sulfat (E3S) als 125I-TRIAC-Transporter validiert werden. Die Erhöhung der Substratverfügbarkeit führt zu einer erhöhten Bindungswahrscheinlichkeit der Substrate an die jeweiligen SLC29A2/ENT2- und SLC22A9/OAT7-Transportproteine, wodurch die Transportrate und Transportaktivität gesteigert werden kann. Die Transportkinetik ist die zeitliche Abhängigkeit der Transportaktivität.
SLC22A9/OAT7 ist zudem ein schwacher 125I-TETRAC-Transporter, dessen 125I-TRIAC-Aufnahme durch Co-Inkubation mit Sobetirome und DITPA reduziert werden kann. Die Identifizierung der TRIAC-Transportproteine, als auch Charakterisierung von 3,5,3',5'-Tetrajodthyroessigsäure (TETRAC)-, Sobetirome- und DITPA-Transporter kann dazu beitragen, das Verständnis zu den hier genannten Transportmechanismen im Kontext einer MCT8-Defizienz zu erweitern. Zudem können die Erkenntnisse dabei helfen, mögliche Medikamenteninteraktionen und unerwünschte Arzneimittelwirkungen besser zu verstehen. Erkenntnisse zum Expressionsort der TRIAC-Transportproteine im Gehirn, als auch der Peripherie, ermöglichen ein tieferes Verständnis hinsichtlich potenzieller Behandlungsmöglichkeiten bei Patienten mit MCT8-Defizienz.
2. Merkmale von Mausmodellen des Allan-Herndon-Dudley-Syndroms
Erkrankungen, die auf Mutationen im MCT8-Transportprotein beruhen, sind als Allan-Herndon-Dudley Syndrom (AHDS) oder MCT8-Defizienz (MCT8-/-) bekannt. Die Erkrankung betrifft nur männliche Patienten und besitzt eine geschätzte Prävalenz von 1:70.000. Zudem ist AHDS nicht heilbar und geht mit einer verkürzten Lebenserwartung einher. Eine MCT8-Defizienz führt zu veränderten Schilddrüsenhormonwerten im Gehirn und der Peripherie von Patienten, welche eine periphere Thyreotoxikose, sowie kognitive Defizite und eine psychomotorische Retardierung infolge der Hypothyreose des Gehirns aufweisen. Mausmodelle dienen der Charakterisierung der Erkrankung, um die zugrundeliegenden pathologischen Mechanismen sowie mögliche therapeutische Ansätze zu erschließen. In diesem Kontext werden Mct8L223R/y (hMCT8L291/R/y), Mct8P253L/y (hMCT8P321L/y), Mct8L366W/y (hMCT8L434W/y) und Mct8P253L/y;Oatp1c1-/- Mäuse histologisch untersucht und der perineuronale Netz (PNN) mittels Wisteria floribunda Agglutinin (WFA) als neuer Untersuchungsparameter bei einem MCT8-Defekt weiter charakterisiert. Hierbei sind in Mct8L223R/y, Mct8P253L/y, sowie vorwiegend Mct8P253L/y;Oatp1c1-/- Mäusen signifikante Veränderungen hinsichtlich der Zellzahl und Fluoreszenzintensität der Interneuronen Parvalbumin (PV), Calretinin (CR) und Calbindin (CB) ersichtlich. Zudem sind Expressionsunterschiede hinsichtlich der Mct8-, Dio1- und Aldh1a1-Expression im Gehirn, Leber und Niere von Mct8L223R/y Mäusen im Vergleich zum WT ersichtlich. Insbesondere Mct8P253L/y;Oatp1c1-/- Mäuse zeigen eine signifikante Reduktion von PV- und WFA-positiven Zellen im Barrel-Feld des primären-somatosensorischen-Kortex 1 (S1BF). Zudem besteht eine signifikante Reduktion hinsichtlich der Myelinintensität im Cingulum bundle des Corpus Callosum. Aus den Ergebnissen ergibt sich, dass Mct8P253L/y;Oatp1c1-/- Mäuse das vorteilhafteste Mausmodell zur Untersuchung eines potenziell neurologischen Phänotyps und insbesondere des PNN darstellen. Zukünftig können die hier dargestellten Ergebnisse zu einem besseren Verständnis der Auswirkungen eines MCT8-Defekts in Patienten beitragen und bei der Charakterisierung therapeutischer Ansätze helfen. Das PNN war bisher bei Patienten mit MCT8-Defizienz unberücksichtigt. Die in dieser Arbeit dargestellten Ergebnisse zum PNN in Mausmodellen könnten ebenfalls zu einem besseren Verständnis der Auswirkungen bei einer MCT8-Defizienz in Patienten beitragen und ein tiefliegendes Verständnis der Erkrankung ermöglichen
Expanding the Pareto Frontier of Electronic Structure Methods with Advanced Basis Sets
Get PDFTheoretical studies on vast molecular databases increasingly drive the rational design of drugs and materials, demanding highly efficient electronic structure methods. Density functional theory (DFT) remains the workhorse of computational chemistry, while semiempirical quantum mechanical (SQM) methods achieve speed-ups of three to four orders of magnitude at reduced accuracy. A key factor in balancing efficiency and accuracy is the Gaussian atomic orbital (AO) basis set, which dictates how the electronic wavefunction is represented. This thesis explores strategies to enhance electronic structure methods using advanced basis sets.
ωB97X-3c lowers DFT’s computational cost by combining the newly developed polarized valence double-ζ basis set, vDZP, with the state-of-the-art density functional ωB97X-V. vDZP is variationally optimized for molecular environments and features a deep contraction to ensure well-suited AOs. Alongside large-core effective potentials and the D4 dispersion correction, ωB97X-3c extends the "3c" composite DFT series, outperforming conventional triple-ζ methods in cost-to-accuracy ratio. It is particularly effective for large systems where non-local Fock exchange is essential.
The vDZP basis set is further utilized in the density matrix tight-binding (PTB) method, which incorporates two key advancements: (i) an SQM Hamiltonian expanded in a double-ζ basis set and (ii) a parameterization scheme aimed at reproducing the electron density of a converged ωB97X-3c DFT calculation. PTB predicts infrared and Raman spectral intensities with near-DFT accuracy and reliably computes atomic charges and bond orders with minimal deviations from the reference DFT method.
However, developing a robust energy expression within this framework proved infeasible. To address this, the environment-adaptive single-ζ basis set, q-vSZP, is introduced. Retaining vDZP’s key features, q-vSZP dynamically contracts or expands based on atomic charge and the number of coordinating atoms, capturing effects typically requiring multiple-ζ expansions.
Despite its single-ζ nature, q-vSZP achieves double-ζ accuracy in DFT thermochemistry benchmarks. The required atomic charges are computed via the Charge Extended Hückel (CEH) method, which achieves accuracy comparable to advanced SQM methods while being 10–20 times faster.
This thesis proposes, develops, and tests electronic structure methods that expand the Pareto front of methods with optimal cost-to-accuracy balances and are consistently available across the periodic table. All advancements are implemented in accessible computational frameworks, primarily as open-source software. The q-vSZP basis set, together with insights from PTB and CEH, lays the foundation for next-generation SQM methods
Amtliche Bekanntmachungen, 55. Jahrgang, Nr. 60
No full textPrüfungsordnung für den konsekutiven Masterstudiengang „Molekulare Lebensmitteltechnologie“ der Agrar-, Ernährungs- und Ingenieurswissenschaftlichen Fakultät der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn vom 20. August 202
Ubiquitous biosynthesis of nano selenium in plants
Get PDFSelenium, an essential trace element of the chalcogenide group, is involved in a variety of physiological processes and plays a crucial role in human health. The impact of selenium on the incidence and prognosis of many chronic diseases such as diabetes mellitus type 2 and various cancers is a subject of ongoing scientific discussion. The chemical form of a nutrient not only influences its resorption and kinetics but can also has a strong impact on the physiological effects it causes. Selenium nanoparticles (SeNP) as nutrients were not part of the scientific discourse so far and there is no mention of naturally occurring biosynthesis of SeNP in plants in the relevant literature.
Among higher plants selenium is not considered an essential nutrient. Yet many beneficial effects, such as increased resistance to stressors like drought and cold, are observed. Our aim was to investigate the potential synthesis of SeNP in plants and we hypothesized that it does not only happen as an isolated event but is a widespread phenomenon within the plant kingdom.
To test this hypothesis, a hydroponic system was set up to grow plants under controlled conditions. A tailored procedure for preparing and digesting root and shoot tissues was designed for analysis using a new sp-ICP-MS method, which was developed as a part of this project. The method development included evaluating the most suitable selenium isotope to focus on and fine-tuning of system-specific parameters including ideal conditions for the dynamic reaction cell.
Successfully applying the analytical method on the complex matrix of plant tissue we discovered, for the first time ever, evidence for the natural occurrence of SeNP in plants. A substantial number of nanoparticles were found in the root and shoot tissues of the observed plants. The size distribution showed some variation among the different plant species, as did the particle number, however the size distribution was very narrow for most plants and the main share of particles spans around 40 to 60 nm.
We put a special focus on including a diverse variety of plants from different families and orders of Angiospermae. Remarkably, SeNP were found in every included plant species, providing strong evidence for the ubiquitous occurrence of nanoparticles in plants. The further choice of analytes consisted of a selection of food plants. SeNP were found in all of these additional plants as well. This marks the recognition that SeNP are regular constituents of plant-based food and therefore consumed by almost all humans on a daily basis
Evaluation des Vasoactive-Ventilation-Renal Score (VVR-Score) als Outcome-Prädiktor bei Neugeborenen mit einer angeborenen Zwerchfellhernie
Get PDFMithilfe von Schweregrad-Scores soll das Outcome von Neugeborenen mit einer kongenitalen Zwerchfellhernie (CDH) abgeschätzt werden. Der Oxygenierungsindex (OI) und der Vasoactive-Inotropic Score (VIS) wurden bereits in verschiedenen Studien bei Neugeborenen mit einer CDH evaluiert, der Vasoactive-Ventilation-Renal Score (VVR-Score) wurde bisher nur bei pädiatrischen Patienten nach Herzoperationen bewertet. Die Zielsetzung dieser Studie war es, den VVR-Score erstmalig bei NG mit einer CDH zu ermitteln und mit dem OI und VIS zu vergleichen
Distress bei Tumorpatienten : Optimierung des Arzt-Patienten-Kontaktes in der Neuroonkologie
Get PDFIn unserem Projekt setzten wir uns mit den Bedürfnissen von Patienten mit einer neuroonkologischen Grunderkrankung im Hinblick auf den ärztlichen Kontakt auseinander. Wir stellten uns hier die Frage, inwiefern der ärztliche Kontakt mit Patienten in der Ambulanz bedürfnisorientiert optimiert werden könne. In dem dafür entwickelten Fragebogen erfolgte neben dem Screening auf die psychosoziale Belastung die Differenzierung, welche Art von Erwartungen im bevorstehenden Gespräch im Vordergrund standen.
Insgesamt konnten wir zeigen, dass die von uns befragten Patienten unter einer erhöhten psychosozialen Belastung leiden. Zudem ergab sich eine Abhängigkeit zwischen der Höhe dieser Belastung und dem Ausmaß der Erwartungen an die Interaktion mit dem Arzt. Entgegen unserer Arbeitshypothese umfassen diese Erwartungen bei hoher psychosozialer Belastung sowohl die sachliche Ebene im Sinne eines maximalen Informationsgewinns hinsichtlich Erkrankung und Prognose als auch die emotionale Ebene im Hinblick auf das Arzt-Patienten-Verhältnis und die äußeren Gegebenheiten des Gesprächs. Dementsprechend könnte man mit Hilfe eines vorgezogenen Screenings den Patienten mit aktuell hoher psychosozialer Belastung durch eine gute Vorbereitung gerecht werden. Dies betrifft dann nicht nur die fachliche Kompetenz mit der Kenntnis des aktuellen Behandlungsstands und dem Aufzeigen verschiedener Therapieoptionen, sondern auch die Schaffung eines adäquaten Rahmens für das Gespräch. Im Umkehrschluss ließen sich möglicherweise bei weniger belasteten Patienten Ressourcen sparen. Inwiefern diese Überlegungen langfristig zu einem verbesserten Arzt-Patienten-Verhältnis führen könnten und ob dies zur Prävention von psychischen Erkrankungen beitragen könnte, müsste in weitergehenden Studien evaluiert werden.
Zusammenfassend kommen wir zu dem Ergebnis, dass ein routinemäßiges Screening auf psychosoziale Belastung, beispielsweise mit dem Distress-Thermometer, bei Eintreffen des Patienten in der neuroonkologischen Ambulanz zu einer Optimierung und effizienteren Gestaltung des Arzt-Patienten-Kontaktes beitragen kann