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Mittelfristige Ergebnisse zementierter versus nicht-zementierter Schulterpfannen bei der Omarthrose
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Untersuchungen zur Visualisierung von Uratkristallen mittels Dunkelfeldradiographie am Tiermodell
Get PDFMendelian traits in horse breeding
Get PDFMendelian traits represent an important basis for genetic selection in modern animal breeding. Lots of effort has been made to resolve the underlying variants of Mendelian traits in horses. In this doctoral thesis, the various aspects of the research on Mendelian traits were processed based on two publications. The first publication deals with the challenges of detecting a causal variant, which are represented in the example of roan coat color. The roan phenotype is characterized by intermixed white and colored hairs in the body and occurs in different pony, warmblood, and coldblood breeds, including the Noriker. Roan is a Mendelian trait and follows a dominant mode of inheritance. To investigate the genetic background of roan 670,000 genome-wide SNP genotypes of 14 roan Noriker (case group) and 26 black Noriker (control group) were analyzed in a genome-wide association study (GWAS). A single nucleotide variant in intron 17 of the KIT gene was found to be completely linked with roan. Based on NGS data from a homozygous roan Noriker, a 54.9 kb haplotype, consisting of a single nucleotide variant, two deletions in the 3’-flanking region, and a 3 bp deletion combined with a 17 bp insertion in intron 20 of the KIT gene was determined. This haplotype, composed of four non-coding variants, was checked by genotyping a random sample set of roan and non-roan animals of different breeds. Complete association was observed in some breeds (Noriker, Quarter Horses, Slovenian Coldblood, Belgian Draft, Murgese) but not in others (Shetland Pony, Trakehner, German Sport horse). The results suggest allelic heterogeneity for the roan coat color through different breeds. Further work is needed to explicitly clarify the genetic basis of roan, but the associated variants identified within this work can be used for indirect genetic testing.
In the second publication, the importance of genetic testing for animal welfare was illustrated by a large scale screening study of the variant causing the Warmblood Fragile Foal Syndrome (WFFS). Most monogenetic disorders in the horse are recessively inherited, including WFFS. Homozygosity for the WFFS allele is always incompatible with extra-uterine life. The affected foals are aborted during a late stage of gestation or are born with skin abnormalities and extreme flexibility in their digital joints. The WFFS allele occurs at high frequencies in various warmblood breeds and has also been detected in the Thoroughbred. Within this work the distribution of the WFFS allele in the horse population was determined by screening 4081 horses belonging to 38 different breeds. The results confirmed high carrier frequencies in warmbloods, with the highest levels in Hannoverian and Danish Warmblood. For the first time, the WFFS allele was detected in breeds other than Warmbloods, namely in Haflinger, American Sport Pony, and Knabstrupper. Based on the inclusion of historical DNA, it has been shown that an origin of WFFS in the Arabian breed, specifically in the stallion Bairactar Or. Ar. (1813), is unlikely.
This work shows that the clarification of Mendelian traits and the dense monitoring of the distribution of hereditary defects are of particular importance for applied horse breeding. Genetic testing enables the identification of animals carrying recessive deleterious alleles, which facilitates strategically planned mating and thus improves animal welfare.Monogene Merkmale bilden eine wichtige Grundlage für die genetische Selektion in der modernen Tierzucht. An der Aufklärung der kausalen Varianten dieser Merkmale wird intensiv geforscht. In dieser Dissertation werden verschiedene Aspekte rund um monogene Merkmale beim Pferd, basierend auf zwei Publikationen, bearbeitet. Anhand der ersten Publikation werden die Herausforderungen der Detektion einer kausalen Variante am Beispiel roan aufgezeigt. Der roan-Phänotyp ist durch eine extreme Stichelhaarigkeit am ganzen Körper charakterisiert und kommt in verschieden Pony-, Warmblut-, und Kaltblutrassen vor, einschließlich dem Noriker. Bei roan handelt es sich um ein dominant vererbtes monogenes Merkmal. Um den genetischen Hintergrund von roan zu untersuchen, wurden 670.000 genomweite SNP Genotypen von 14 roan Norikern (Fallgruppe) und 26 Rappen (Kontrollgruppe) in einer genomweiten Assoziationsstudie (GWAS) analysiert. Dabei wurde ein mit roan assoziierter SNP in Intron 17 vom KIT Gen ermittelt. Basierend auf NGS Daten eines homozygoten roan Norikers wurde ein 54,9 kb großer Haplotyp, bestehend aus dem bereits erwähnten SNP, zwei Deletionen in der 3’-flankierenden Region und einer 3 bp Deletion kombiniert mit einer 17 bp Insertion in Intron 20 des KIT Gens, definiert. Dieser Haplotyp aus vier nicht-codierenden Varianten wurde durch Genotypisierung in einer zufälligen Stichprobe von roan und nicht-roan Pferden verschiedener Rassen überprüft. Einige Rassen (Noriker, Quarter Horse, slowenisches Kaltblut, belgisches Kaltblut, Murgese) zeigten eine vollständige Assoziation von diesem Haplotyp mit dem roan Phänotyp, andere Rassen (Shetlandpony, Trakehner, deutsches Sportpferd) jedoch nicht. Diese Ergebnisse sprechen für einen heterogenen Ursprung des roan Allels in den verschiedenen Rassen. Zur Bestimmung der kausalen Variante sind weitere Untersuchungen nötig, allerdings können die assoziierten Varianten aus dieser Arbeit für einen indirekten Gentest herangezogen werden.
In der zweiten Publikation dieser Arbeit wird die Bedeutung von Gentests für den Tierschutz anhand einer groß angelegte Screening-Studie der Variante, die das Warmblood Fragile Foal Syndrome (WFFS) verursacht, veranschaulicht. Ein Großteil aller monogenen Erbkrankheiten beim Pferd wird rezessiv vererbt, so auch WFFS. Homozygotie für das WFFS-Allel ist immer letal. Betroffene Fohlen werden gegen Ende der Trächtigkeit abortiert oder mit Hautveränderungen und einer extremen Flexibilität der Gelenke geboren. Das WFFS Allele kommt mit hohen Frequenzen in verschiedenen Warmblütern vor und wurde auch im Vollblut nachgewiesen. In dieser Arbeit wurde die Verbreitung des WFFS Allels in 4081 Pferden von 38 verschiedenen Rassen untersucht. Die Ergebnisse bestätigten hohe Trägerfrequenzen in den Warmblütern, wobei diese im Hannoveraner und im Dänischen Warmblut am höchsten waren. Des Weiteren wurde das WFFS-Allel erstmals beim Haflinger, Amerikanischen Sportpony und Knabstrupper nachgewiesen. Durch Einbeziehung historischer DNA konnte zudem gezeigt werden, dass ein Ursprung von WFFS in den Arabern, speziell im Hengst Bairactar Or. Ar. (1813), unwahrscheinlich ist.
Die Abklärung monogener Merkmale und das Monitoring der Verbreitung von Erbfehlern sind für die angewandte Pferdezucht von großer Bedeutung. Durch die Identifikation von Trägern rezessiver Erbfehler ermöglichen Gentests eine strategische Anpaarung und leisten somit einen wichtigen Beitrag zum Tierschutz
Competing climate cultures in Germany
Get PDFProblem
The question of how to deal with impending climate change is arguably the greatest societal challenge of today. However, fast, effective and wide-ranging climate action requires participation of different sections of society, including politicians, businesses, civil society groups and individual citizens. In other words, responsibility for climate action must be taken by everybody. Given this point of departure, the study investigates socially specific opportunities and hurdles for meaningful climate action in German society.
Conceptual foundation
Accepting responsibility is not enough to initiate effective climate action. Instead, responsibility is closely intertwined with the (perceived) level of efficacy (power over climate-related outcomes) an agent holds, which is partially determined by an agent’s level of climate knowledge. These links between responsibility attributions, efficacy expectations and climate-related knowing constitute the conceptual foundation of this study. Building on state-of-the-art research from across a range of social science disciplines (human geography, environmental sociology, psychology and the environmental humanities), it demonstrates how particular group-specific constellations of responsibility, efficacy and knowing shape their members’ (lack of) engagement in climate action.
Research goal
This study contributes to the scientific understanding of why climate action measures have so far remained largely ineffective. Through the identification of profound climate-cultural differences, it challenges conventional assumptions of an implicit consensus on the need to prioritise climate action in both political and private spheres. In considering not only the attitudes and opinions prominent in different segments of society, but also variations in everyday life realities, the study reveals both limitations and opportunities for climate action. In asking what matters to members of a particular climate culture and how this may (not) coincide or clash with the interests of other climate cultures, it is recognised that both meaning and behaviour are socially constructed and reflect prevailing power relations. By further uncovering climate-cultural variations in (implicit and explicit) denial of climate change, the study challenges existing approaches that treat the German public as a unified entity waiting to be informed and activated by the right kind of rationally convincing information.
Methods
The study gathers rich empirical evidence from Germany through a multi-method approach to social research. It draws on groups of participants selected through theoretical sampling. Eleven expert interviews are complemented with an in-depth media analysis of three political primetime talk shows, related social media threads, two videos posted by prominent influencers and, lastly, seven focus groups involving diverse professional groups. The expert interviews with politicians, government officials, NGO executives and academics captured ‘official’ views on climate-related responsibility, -efficacy and -knowing. The observed homogeneity of expert opinions initiated a second step involving an in-depth analysis of conventional- and social media content to explore how members of the public reacted to climate debates on television. Subsequently, a series of focus group discussions provided insight into how people from different occupational backgrounds actually thought and talked amongst themselves about these issues. The triangulation and integration of findings from all three empirical phases yielded a very comprehensive cross-sectional representation of current views and practices concerning climate change and -action.
Results
Evidence of divergences and tensions between different segments of society regarding how climate change is viewed and (not) responded to inspired the development of a typology of climate cultures. Climate cultures are defined as dynamic variants of social organisation that provide a framework for recognizing culturally relevant information regarding climate change and that are (re-)produced through climate-relevant everyday practices that reveal diverse forms of ‘lived’ responsibility and actual experiences of (in)efficacy. The latter includes responses to more abstract attributions of responsibility and efficacy in ‘official’ climate change discourses that may or may not clash with people’s everyday experiences. The analysis of media material revealed four distinct climate cultures: Two elite climate cultures (individualist and collectivist) contrast with two climate cultures ‘from below’ that endorse (more or less radical) climate action or inaction respectively. This picture was subsequently complemented by the focus group analysis that by and large confirmed previous findings: Notions of responsibility, efficacy and ways of knowing also carry different meanings in different occupational settings, highlighting the salience of organisational cultures in shaping the climate-related views and practices of their workforce.
From this emerged three key areas of discrepancy concerning responsibility, efficacy and knowing:
First, a major gap exists between official attributions of responsibility and efficacy (often reflected in elite discourses) and people’s everyday experiences of (ir)responsibility and (in)efficacy.
Second, attributions of responsibility to different societal actors and related expectations regarding their efficacy can diverge significantly. In cases where these divergences are particularly pronounced, the resulting implementation deficit can sometimes even turn into active disengagement or resistance, fostering the emergence of climate-sceptical groups in Germany.
Third, it is possible to identify different types of knowledge about climate change that extend well beyond cognition to include visceral and affective aspects. This encompasses not only what is being said to a person but crucially also what swings along with messages, often on an emotional level, and is then, often subconsciously, interpreted and kept.
Different constellations of responsibility, efficacy and ways of knowing do not only help to distinguish between climate cultures, they also translate into different forms of socially negotiated denial of (the urgency of) climate action. Here, two points stand out as particularly unexpected: First, a host of voices exists that engage in explicit denial, ranging from moderate climate-scepticism to outright renunciation. These have hitherto not been well-researched. Second, it is possible to identify a more subtle form of implicit denial that manifests itself through a gap between climate concern and climate action.
Implications for climate policy
The relevance of this study for climate policy and action cannot be overestimated. Profound differences in how climate change is viewed and (not) acted upon are not yet reflected in research or policy. This is deeply problematic, as it renders climate action largely irrelevant to less privileged sections of society, perpetuating their sense of marginality and inefficacy. Therefore, both less privileged and elite groups must be considered and addressed differently for climate initiatives to be relevant and effective.
At the same time, societal conflicts around climate (in)action present a real challenge for climate politics. This study’s findings suggest that successful climate action is unlikely when people experience profound divergences between responsibility attributions and efficacy expectations. Reflecting on these challenges, the study concludes with some concrete recommendations for designing climate policy and action programmes that address and involve the whole of society. These include:
First, a culture- and context-sensitive social-scientific analysis is uniquely suited to present different options for addressing different climate cultures, by better grasping, analysing and presenting their idiosyncrasies. Further research on these topics is urgently needed.
Second, the significant conflict potential that comes with the observed climate-cultural diversity also points to the limitations of conventional democratic and political processes and decision-making and helps explain why official assumptions about information provision have so far proven rather un- or even counterproductive. This strategy’s established inadequacy thus points to a clear need to develop new forms of participation. For instance, designing science communication as a dialogic process between the scientific community and the public(s) is likely to be more effective than a mere science-to-society transfer of information.
Last, a strong case is made for engaging with climate cultures that question the need for climate action. Some of these are not only disproportionately visible in society, they also convey their messages in particularly affective and engaging ways, presenting one particularly dangerous risk: Namely, that they could eventually sway those sections of society that are not yet particularly invested in behaving in either climate-friendly or -unfriendly ways.Problemstellung
Die Frage, wie mit der Klimawandelbedrohung umgegangen werden soll, ist eine der größten gesellschaftlichen Herausforderungen der heutigen Zeit. Grundvoraussetzung für ihre Bewältigung in Form einer zügigen, effektiven und weitreichenden Umsetzung von Klimaschutzmaßnahmen ist eine breite Partizipation verschiedener Gesellschaftsgruppen (Politik, Wirtschaft, Zivilgesellschaft und Einzelpersonen). In anderen Worten, die Verantwortung für Klimaschutzmaßnahmen muss gesamtgesellschaftlich geschultert werden. Auf Basis dieser Ausgangslage untersucht diese Studie gruppenspezifische Chancen aber auch Hindernisse für sinnvolles Klimaschutzhandeln in der deutschen Gesellschaft.
Konzeptionelle Grundlagen
Die Übernahme von Verantwortung allein reicht nicht aus, um effektives Klimaschutzhandeln einzuleiten. Verantwortung ist stattdessen eng mit dem (erlebten) Ausmaß von Wirksamkeit (Einfluss auf klimabezogene Ergebnisse in der Gesellschaft) verflochten, über das ein/e Akteur*in verfügt. Dies ist wiederum zumindest zum Teil durch das (Nicht-)Vorhandensein von Klimawissen bestimmt. Diese Verkettung von Verantwortungszuschreibungen, Wirksamkeitserwartungen und klimabezogenem Wissen stellt die konzeptionelle Basis dieser Studie dar. Aufbauend auf neuesten Erkenntnissen verschiedener sozialwissenschaftlicher Disziplinen (Humangeographie, Umweltsoziologie, Psychologie und den Umwelt-relevanten Geisteswissenschaften) wird gezeigt, wie bestimmte gruppenspezifische Konstellationen von Verantwortung, Wirksamkeit und Wissen die (Nicht-)Teilnahme am Klimaschutzhandeln unterschiedlicher Gruppen prägen.
Forschungsziel
Die Studie trägt so maßgeblich zum wissenschaftlichen Verständnis bei, warum Klimaschutzmaßnahmen bisher weitestgehend unwirksam geblieben sind. Durch die Herausarbeitung signifikanter klimakultureller Unterschiede stellt die Autorin konventionelle Annahmen hinsichtlich einer impliziten und unangefochtenen Notwendigkeit für private und politische Klimaschutzmaßnahmen infrage. Indem nicht nur die in verschiedenen Gesellschaftsteilen vorherrschenden Einstellungen und Meinungen, sondern auch die Unterschiede in Alltagrealitäten betrachtet werden, deckt die Studie sowohl Grenzen als auch Chancen für Klimaschutzhandeln auf. Untersucht wird explizit, was in einer bestimmten Klimakultur Bedeutung trägt und auf welche Weise dies (nicht) mit Interessen anderer Klimakulturen in Einklang steht oder kollidiert. Dadurch wird der Tatsache Rechnung getragen, dass sowohl Bedeutungen als auch Verhaltensweisen sozial konstruiert sind und vorherrschende Machtstrukturen wiederspiegeln. Darüber hinaus deckt die Autorin klimakulturelle Variationen in (sowohl impliziten als auch expliziten) Verdrängungstendenzen auf. Dadurch stellt sie konventionelle Ansätze in Frage, die die deutsche Öffentlichkeit als übereinstimmende Einheit betrachten, die angeblich nur darauf wartet, durch die richtige Art rational überzeugender Informationen erleuchtet und aktiviert zu werden.
Methoden
Durch einen multimethodischen sozialwissenschaftlichen Ansatz erfasst die Studie aussagekräftige empirische Belege aus Deutschland. Die Auswahl der Gruppen geschah mittels theoretischer Stichprobe. Elf Expert*inneninterviews werden mit einer umfangreichen Medienanalyse sowie sieben Fokusgruppendiskussionen komplementiert. Die Expert*inneninterviews wurden mit Politikern, Regierungsvertretern, Entscheidungsträgern aus NGOs und Wissenschaftlern geführt, um ‚offizielle‘ Standpunkte zu klimabezogener Verantwortung und -Wirksamkeit sowie Klimawissen zu erfassen. Die in diesen Interviews beobachtete ausgeprägte Übereinkunft der verschiedenen Experten initiierte einen zweiten Empirieschritt, bestehend aus einer tiefgreifenden Analyse sowohl konventioneller- als auch sozialer Medieninhalte, um zu untersuchen, wie Teile der Bevölkerung auf Klimadebatten im Fernsehen reagieren. Daher basiert die Medienanalyse auf drei politischen Talkshows und damit verbundenen Social-Media-Debatten sowie zwei Youtube-Videos prominenter Influencer. Zuletzt untersuchen eine Reihe von Fokusgruppeninterviews den Berufskontext. Gespräche mit bestehenden Gruppen (Arbeitsteams und Kollegien) verschiedener Berufsfelder liefern Erkenntnisse darüber, wie Personen in verschiedenen Branchen tatsächlich über Klimafragen denken und miteinander sprechen. Die Triangulierung und Integration der Erkenntnisse dieser drei Empirieschritte ergab einen sehr umfangreichen Querschnitt gängiger klimawandelbezogener Meinungen und Praktiken in der deutschen Gesellschaft.
Ergebnisse
Beobachtbare Unterschiede und Spannungen zwischen verschiedenen Gesellschaftssegmenten in Bezug auf den Klimawandel führten zur Entwicklung einer Typologie der Klimakulturen. Klimakulturen sind hier definiert als dynamische kulturelle Gruppierungen, die den Rahmen für das Erkennen klimarelevanter Informationen bieten und durch klimabezogenes Alltagshandeln (re-)produziert werden, welches wiederum Formen gelebter Verantwortung und tatsächlicher Wirksamkeit an den Tag legt. Diese Praktiken beinhalten auch die Reaktionen auf abstraktere Verantwortungszuschreibungen und Wirksamkeitserwartungen in ‚offiziellen‘ Klimadiskursen, die potentiell wenig mit den tatsächlichen Lebensrealitäten der Leute zu tun haben.
Die Analyse des Medienmaterials ergab vier unterscheidbare Klimakulturen. Zwei Klimakulturen der Elite (individualistisch und kollektiv-orientiert) stehen zwei weiteren Klimakulturen der breiten Gesellschaft gegenüber, die sich jeweils für (mehr oder weniger) radikale Aufnahme oder Verweigerung von Klimaschutzmaßnahmen aussprechen. Diese Erkenntnisse wurden dann durch die der Fokusgruppen ergänzt, die das bisherige Bild weitestgehend bestätigen: Ideen von Verantwortung, Wirksamkeit und Wissen tragen auch in verschiedenen Berufskontexten unterschiedliche Bedeutungen, was wiederum den Einfluss von Organisationskulturen für klimabezogene Sicht- und Verhaltensweisen der Erwerbsbevölkerung verdeutlicht.
Auf Basis dieser bisher gewonnenen Erkenntnisse konnten drei Schlüsselbereiche identifiziert werden, in denen Diskrepanzen zwischen Verantwortung, Wirksamkeit und Wissen zu Tage traten:
Erstens existiert eine substantielle Kluft zwischen offiziellen Zuschreibungen von Verantwortung und Wirksamkeit (häufig im Rahmen von Elitendiskursen) und (fehlender) erlebter Verantwortung und Wirksamkeit im Alltagsleben der breiten Bevölkerung.
Zweitens können Verantwortungszuschreibungen gegenüber verschiedenen gesellschaftlichen Akteur*innen und damit verbundene Erwartungen hinsichtlich deren Wirksamkeit stark auseinandergehen. Dort, wo diese Diskrepanzen besonders ausgeprägt sind, kann das resultierende Implikationsdefizit bisweilen in aktivem Wegschauen oder Widerstand münden, was die Entstehung einer Reihe an klimaskeptischen Gruppen in Deutschland begünstigt hat.
Drittens können verschiedene klimabezogene Wissensformen erkannt werden, die weit über das Kognitive hinausgehen und auch affektive, alternativ erfahrbare Elemente enthalten. Dies schließt nicht nur das von Person zu Person Gesagte mit ein, sondern insbesondere auch was, oft auf emotionaler Ebene, mit Botschaften mitschwingt und dann, in vielen Fällen unbewusst, interpretiert und gespeichert wird.
Interessanterweise helfen verschiedene Konstellationen von Verantwortung, Wirksamkeit und Wissen nicht nur bei der Unterscheidung der Klimakulturen, sie können auch in unterschiedliche Formen sozial verhandelter Verdrängung (der Dringlichkeit) des Klimawandels übersetzt werden. Zwei Aspekte stechen hier als besonders unerwartet hervor: Erstens, es existieren zahlreiche Stimmen expliziter Verdrängung, die von moderaterem Klimaskeptizismus bis hin zu offener Leugnung reichen. Diese haben bisher in der Forschung zu wenig Aufmerksamkeit erfahren. Zweitens können subtilere Formen des impliziten Verdrängens identifiziert werden, die sich in einer Lücke zwischen Besorgnis über den Klimawandel und dem gleichzeitigen Ausbleiben von Klimaschutzmaßnahmen manifestieren.
Klimapolitische Implikationen. Die Relevanz dieser Studie für die Klimapolitik und die Einführung erfolgreicher Klimamaßnahmen ist nicht zu unterschätzen. Weder Forschung noch Politik sind sich dieser beträchtlichen Unterschiede, wie Klimawandel aufgefasst und Klimamaßnahmen umgesetzt werden, bewusst. Das ist zutiefst problematisch, da so bisherige Klimamaßnahmen für breite weniger privilegierte Teile der Bevölkerung größtenteils irrelevant bleiben, was wiederum deren Erleben von Unbedeutsamkeit und Machtlosigkeit aufrechterhält. Deshalb müssen sowohl weniger privilegierte als auch zur Elite gehörende Gruppen in Betracht gezogen und differenziert angesprochen werden, damit Klimainitiativen an Relevanz und Effektivität gewinnen.
Gleichzeitig stellen gesellschaftliche Konflikte in Bezug auf klimarelevantes (Nicht-)Handeln eine greifbare Herausforderung für die Klimapolitik dar. Die Erkenntnisse dieser Studie weisen darauf hin, dass der Erfolg von Klimaschutzmaßnahmen besonders dann gefährdet ist, wenn Personen signifikante Divergenzen zwischen Verantwortungszuschreibungen und Wirksamkeitserwartungen erleben. Diese Herausforderungen reflektierend schließt die Studie mit einigen konkreten Handlungsempfehlungen für Klimapolitik und Handlungsinitiativen, die die gesamte Gesellschaft einbeziehen und ansprechen.
Erstens: Eine kultur- und kontextspezifische sozialwissenschaftliche Untersuchung ist besonders geeignet, verschiedene Möglichkeiten für die Ansprache unterschiedlicher Klimakulturen aufzuzeigen, denn sie ist besser in der Lage, deren Besonderheiten zu erfassen und diese dann zu analysieren und aufzubereiten. Weitere Forschung in diesem Bereich ist daher dringend notwendig.
Zweitens: Das beträchtliche Konfliktpotential, das die hier herausgearbeitete klimakulturelle Diversität mit sich bringt, verdeutlicht die Grenzen konventioneller demokratischer und politischer Ansätze und Entscheidungsprozesse. Dies trägt zur Erklärung bei, warum offizielle Annahmen hinsichtlich der Bereitstellung von Informationen sich als vergleichsweise un- oder sogar kontra-produktiv erwiesen haben. Die nun etablierte Unzulänglichkeit dieser Strategien verdeutlicht die klare Notwendigkeit anderer Partizipationsformen. Beispielsweise ist eine Wissenschaftskommunikation, die als Dialog zwischen Wissenschaft und Gesellschaft(sgruppen) konzipiert ist, sicherlich effektiver als der bisherige reine Informationstransfer von Wissenschaft zu Gesellschaft.
Zuletzt plädiert die Autorin deutlich für die explizite Ansprache auch der Klimakulturen, die Klimaschutzhandeln in Frage stellen. Manche dieser Gruppen genießen nicht nur eine disproportionale Sichtbarkeit in der Gesellschaft, sondern überbringen ihre Botschaften außerdem auf besonders affektive und ansprechende Weise, was ein besonderes Risiko verkörpert: Nämlich, dass sie irgendwann die (besonders große) schweigende Mehrheit der Gesellschaft, die bisher noch nicht besonders in die Aufnahme oder Ablehnung von Klimaschutzmaßnahmen investiert ist, auf ihre Seite bringen könnten
Two L-histidine transporters and one sensor kinase
Get PDFThe Gram-negative soil bacterium Pseudomonas putida KT2440 colonizes the rhizosphere of plants and promotes their growth. It is genetically accessible, solvent-resistant and biosafe and therefore, serves as a platform for industrial biosyntheses (for example, plastic-like polymers and biosurfactants). The bacterium is metabolically extremely versatile and can utilize diverse nutrients as carbon and nitrogen sources. Two-component systems consisting of a sensor kinase and a response regulator play an important role in the adaptation of the cell metabolism to environmental and nutrient conditions. These regulatory systems control, among other things, the expression of genes encoding nutrient-specific transporters. The focus of this thesis is on the two-component system CbrA/CbrB and the transporter HutT of P. putida KT2440. CbrA/CbrB is a key regulatory system involved in catabolite repression and control of various catabolic pathways in other pseudomonads. Remarkably, in addition to sensor kinase-typical domains, the sensor kinase CbrA also contains a membrane-integral transporter domain that belongs to the solute:Na+ symporter family (SSSF). The physiological significance and molecular function of the SSSF domain of CbrA are unknown. HutT is also a protein localized in the cytoplasmic membrane and belongs to the amino acid transporter (AAT) family within the amino acid polyamine organocation (APC) transporter superfamily. The function of HutT in P. putida KT2440 has not been studied experimentally before. The task of this thesis was to elucidate the functional properties of CbrA/CbrB and HutT of P. putida KT2440.
This investigation confirmed also for P. putida KT2440 that the CbrA/CbrB system is involved in catabolite repression by regulating the expression of the small RNA CrcZ. Furthermore, the two-component system controls the catabolism of basic amino acids such as histidine. For biochemical analyses, CbrA and CbrB of P. putida KT2440 were produced heterologously in Escherichia coli and purified. Experiments with cells and purified proteins revealed that CbrA can bind and transport histidine. The transport was found to be specific for histidine. The inhibition pattern obtained with ionophores suggests an electrochemical proton gradient as the driving force. The kinase domain was not required for the uptake of histidine by the SSSF domain of CbrA and did not significantly affect transport kinetics. In addition, the histidine kinase domain was experimentally shown to autophosphorylate and transfer the phosphoryl group to the response regulator CbrB. The SSSF domain was not essential for these activities but modulated autokinase activity. Phosphatase activity of CbrA was not detectable. None of the phosphotransfer activities are significantly affected by L-histidine. The results indicate that CbrA functions as an L-histidine transporter and sensor kinase in P. putida KT2440.
For HutT, this thesis showed that deletion of the corresponding gene inhibited the growth of P. putida KT2440 on histidine. This suggests that the transporter plays a central role in the uptake of histidine in this bacterium. Transport experiments with cells and purified and reconstituted protein revealed that HutT is a histidine:H+ symporter. Analyses of histidine binding and transport kinetics, as well as competition experiments, showed that HutT is highly specific for histidine and binds it with high affinity. Substitutional analyses provided evidence for amino acids possibly involved in substrate binding or coupling of histidine transport to an electrochemical proton gradient.
In summary, the sensor kinase CbrA plays a central role as a metabolic regulator and transports the amino acid histidine in P. putida KT2440. The physiological significance of this transport remains unclear. HutT, on the other hand, plays a central role in the uptake of histidine when the amino acid is used as a carbon source.Das Gram-negative Bodenbakterium Pseudomonas putida KT2440 besiedelt die Rhizosphäre von Pflanzen und fördert deren Wachstum. Es ist genetisch zugänglich, lösungsmittelbeständig, und biologisch sicher und dient deshalb als Plattform für industrielle Biosynthesen (zum Beispiel kunststoffähnliche Polymere und Biotenside). Das Bakterium ist metabolisch äusserst versatil und kann vielfältige Nährstoffe als Kohlenstoff- und Stickstoffquelle nutzen. Bei der Anpassung des Stoffwechsels an Umwelt- und Nährstoffbedingungen spielen Zwei-Komponenten-Systeme bestehend aus einer Sensorkinase und einem Antwortregulator eine wichtige Rolle. Diese Regulationssysteme kontrollieren unter anderem die Expression von Genen, die für nährstoffspezifische Transporter kodieren. Im Mittelpunkunkt dieser Arbeit stehen das Zweitkomponenten-System CbrA/CbrB und der Transporter HutT von P. putida KT2440. CbrA/CbrB ist ein zentrales regulatorisches System, das in anderen Pseudomonaden unter anderem an der Katabolitrepression und an der Kontrolle verschiedener kataboler Stoffwechselwege beteiligt ist. Bemerkenswert ist, dass die Sensorkinase CbrA neben Sensorkinase-typischen Domänen auch eine membranintegrale Transporterdomäne enthält, die zur Substrat:Na+-Symporter-Familie (SSSF) gehört. Physiologische Bedeutung und molekulare Funktion der SSSF-Domäne von CbrA sind nicht bekannt. HutT ist ebenfalls ein in der Zytoplasmamembran lokalisiertes Protein, das innerhalb der Superfamilie der Aminosäure-Polyamin-Organokationen (APC) Transporter zur Aminosäuretransporter (AAT)-Familie gehört. Die Funktion von HutT in P. putida KT2440 wurde bisher noch nicht experimentell untersucht. Aufgabe der Arbeit war die Aufklärung der funktionellen Eigenschaften von CbrA/CbrB und HutT von P. putida KT2440. In dieser Arbeit wurde auch für P. putida KT2440 nachgewiesen, dass das CbrA/CbrB-System an der Katabolitrepression durch Regulierung der Expression der kleinen RNA CrcZ beteiligt ist. Weiterhin kontrolliert das Zweikomponenten-System den Katabolismus von basischen Aminosäuren wie zum Beispiel L-Histidin. Für biochemische Analysen wurden CbrA und CbrB von P. putida KT2440 heterolog in Escherichia coli produziert und gereinigt. Untersuchungen mit Zellen und gereinigten Proteinen zeigten, dass CbrA L-Histidin binden und transportieren kann. Der Transport erwies sich als spezifisch für L-Histidin. Das mit Ionophoren erhaltene Inhibitionsmuster wies auf einen elektrochemischen Protonengradienten als Triebkraft hin. Die Kinasedomäne war für die Aufnahme von L-Histidin durch die SSSF-Domäne von CbrA nicht erforderlich und hatte keinen wesentlichen Einfluss auf die Transportkinetik. Darüber hinaus wurde experimentell nachgewiesen, dass sich die Sensorkinase autophosphoryliert und die Phosphorylgruppe auf den Antwortregulator CbrB überträgt. Die SSSF-Domäne war für diese Aktivitäten nicht essentiell, modulierte aber die Autokinase-Aktivität. Eine Phosphataseaktivität von CbrA war nicht nachweisbar. Keine der Phosphotransferaktivitäten wird durch L-Histidin signifikant beeinflusst. Die Ergebnisse zeigen, dass CbrA als L-Histidin-Transporter und Sensorkinase in P. putida KT2440 fungiert.
Für HutT wurde in dieser Arbeit gezeigt, dass die Deletion des entsprechenden Gens das Wachstum von P. putida KT2440 auf Histidin inhibiert. Dies deutet darauf hin, dass der Transporter eine zentrale Rolle bei der Aufnahme von Histidin in diesem Bakterium spielt. Transportexperimente mit Zellen und gereinigtem und rekonstituierten Protein ergaben, dass HutT ein Histidin:H+ -Symporter ist. Analysen von Histidinbindung und Transportkinetik sowie Kompetitionsexperimente zeigten, dass HutT hochspezifisch für Histidin ist und dieses mit hoher Affinität bindet. Durch Substitutionsanalysen wurden Hinweise auf Aminosäuren erhalten, die möglicherweise an der Substratbindung oder der Kopplung an einen elektrochemischen Protonengradienten beteiligt sind.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass die Sensorkinase CbrA in P. putida KT2440 eine zentrale Rolle als Stoffwechselregulator spielt und die Aminosäure Histidin transportiert. Die physiologische Bedeutung dieses Transports bleibt unklar. HutT hingegen spielt eine zentrale Rolle bei der Aufnahme von Histidin, wenn die Aminosäure als Kohlenstoffquelle genutzt wird
Vergleichende Untersuchung immunologischer Parameter des Menstruationsblutes und des venösen Blutes bei Endometriose
Get PDFHintergrund: Endometriose ist unter Frauen im reproduktiven Alter eine weit verbreitete Erkrankung. Nichtsdestotrotz ist die Diagnostik der Endometriose schwierig und Fehldiagnosen sind häufig. Es existiert bis heute keine kausale Therapie. Einigkeit herrscht darüber, dass immunologische Veränderungen bei der Entstehung und dem Fortschreiten der Erkrankung eine wichtige Rolle spielen. In den vergangenen Jahrzehnten wurde viel zu immunologischen Veränderungen im Zusammenhang mit Endometriose geforscht. Untersucht wurden v.a. venöses Blut, Gewebe aus dem Endometrium oder aus endometriotischen Herden sowie die Peritonealflüssigkeit. Es gibt jedoch kaum Erkenntnisse zu Veränderungen der Immunzellen und des immunologischen Milieus im Menstruationsblut. Das primäre Ziel dieser Studie war es daher, zu untersuchen, ob sich immunologische Unterschiede im Menstruationsblut von Frauen mit Endometriose im Vergleich zu Menstruationsblut von gesunden Frauen finden. Zudem wurden die immunologischen Parameter zwischen venösem Blut und Menstruationsblut verglichen.
Methoden: Insgesamt 12 Frauen mit Endometriose und 11 gesunde Frauen als Vergleichsgruppe wurden in diese Studie eingeschlossen. Das zu untersuchende Menstruationsblut wurde mithilfe von Menstruationstassen über einen Zeitraum von 24 Stunden gesammelt. Im Anschluss an die Sammlung erfolgte die Übergabe des Menstruationsblutes und sowie eine venöse Blutentnahme im Institut. Anschließend wurden aus den Proben des gefilterten Menstruationsblutes und des venösen Blutes die mononukleären Zellen (myeloischen Zellen, T-Lymphozyten, B-Lymphozyten, NK-Zellen) gewonnen und mithilfe der Durchflusszytometrie hinsichtlich der Verteilung von Zellsubpopulationen und der Expression verschiedener Immunmarker untersucht. Zudem wurden Teile der gewonnenen Proben zentrifugiert. Im Überstand der abzentrifugierten Proben wurden mithilfe von ELISAs die Konzentrationen der Zelladhäsionsmoleküle ICAM-1 und VCAM-1 sowie der Interleukine IL-6, IL-8 und TNF-α bestimmt.
Ergebnisse: Die Menstruationstasse bewährte sich in dieser Studie als geeignete Möglichkeit zur Gewinnung vitaler Immunzellen des Menstruationsblutes. Der Vergleich von mononukleären Zellen zwischen den beiden Studiengruppen zeigte eine signifikant niedrigere Anzahl an Perforin-positiven Zellen unter den zytotoxischen CD8+T-Zellen bei Frauen mit Endometriose im Vergleich zu den gesunden Kontrollen. Darüber hinaus waren keine signifikanten Unterschiede bei den mononukleären Zellen des Menstruationsblutes oder des venösen Blutes zwischen den beiden Studiengruppen zu sehen. Die venösen Blutplasmaspiegel von ICAM 1 waren in der Gruppe der gesunden Kontrollen signifikant höher als bei den Endometriosepatientinnen, im Menstruationsblut waren hingegen keine Unterschiede zu beobachten. Ebenfalls unauffällig in dieser Hinsicht waren die Konzentrationen von VCAM-1, IL-6, IL-8 und TNF- α sowohl im Menstruationsblut als auch im venösen Blut.
Die Immunzellen des Menstruationsblutes unterschieden sich von denen des venösen Blutes hingegen in vielerlei Hinsicht. Im Vergleich zu venösem Blut enthielt das Menstruationsblut signifikant mehr B-Zellen und signifikant weniger T-Zellen. Das CD4/CD8-Verhältnis der T-Zellen war im Menstruationsblut signifikant höher als im venösen Blut, die Anzahl der regulatorischen T-Zellen hingegen war im Menstruationsblut signifikant niedriger. Die T-Zellen und die NK-Zellen des Menstruationsblutes exprimierten jeweils signifikant mehr CD69 als T-Zellen und NK-Zellen im venösen Blut. Anders als die NK-Zellen des peripheren Blutes waren die NK-Zellen des Menstruationsblutes überwiegend CD56bright/CD16dim-NK-Zellen und exprimierten signifikant weniger Perforin. Der NK-Rezeptor NKp46 hingegen wurde signifikant stärker von den NK-Zellen des Menstruationsbluts exprimiert.
Schlussfolgerung: Mononukleäre Zellen des Menstruationsblutes unterscheiden sich in vielerlei Hinsicht stark von den mononukleären Zellen des venösen Blutes und ähneln in ihrer Zusammensetzung deutlich den Immunzellen des Endometriums. Die zytotoxischen CD8+T-Zellen des Menstruationsblutes enthalten signifikant weniger Perforin-Granula bei Frauen mit Endometriose, was auf eine reduzierte Zytotoxizität dieser Zellen schließen lässt.Background: Endometriosis is a widespread disease in women in the reproductive age, that often reduces the quality of life of those affected by symptoms like dysmenorrhea, dyspareunia or infertility. Diagnosis remains challenging and until now no causal treatment exists. In scientific literature many immunological changes like reduced cytotoxicity of natural killer cells and macrophages or altered concentrations of cytokines and cell adhesion molecules have been reported in women with endometriosis. Research has been concentrated on immunological alterations in peripheral blood, endometrial tissue and peritoneal fluid of women with endometriosis. Yet, knowledge on immunological differences in menstrual effluent is scare. The aim of this study was to investigate menstrual effluent of women with endometriosis in comparison to healthy controls regarding certain immunological parameters.
Methods: 12 women with endometriosis and 11 healthy controls were included in the study. Menstrual effluent (ME) was collected using menstrual cups over a time period of 24 h, and peripheral blood samples (PB) were taken. Mononuclear cells were obtained from ME and PB using density gradient centrifugation and analyzed using flow cytometry. Furthermore, concentrations of cell adhesion molecules (ICAM-I and VCAM-I) and cytokines (IL-6, IL-8 and TNF-α) were measured in centrifugation supernatant of ME and plasma of PB.
Results: The comparison of the mononuclear cells between women with endometriosis and healthy controls revealed a significantly lower expression of perforin in CD8+ T cells from ME. Apart from that, no differences could be detected in mononuclear cells from ME (MMC) or mononuclear cells from PB (PBMC) between the two groups (endometriosis and healthy controls). The endometriosis group had significantly lower plasma ICAM-I concentrations than the control group. There were no significant differences in VCAM-1, IL-6, IL-8 or TNF-α between the two groups.
The comparison of MMC and PBMC revealed some distinct differences. ME contained significantly more B cells and significantly less T cells than peripheral blood. Among the T cells, the CD4/CD8 ratio was significantly higher in the ME, but regulatory T cells (Tregs) were significantly less common in ME. T cells and NK cells expressed significantly more CD69 in ME. In contrast to PB, the NK cells of the ME were predominantly CD56bright/CD16dim and the NK cell expressed less perforin. However, NKp46 was significantly more expressed on NK cells derived from ME.
Conclusion: MMC are distinctively different from PBMC and seem to be of endometrial origin. The CD8+ T cells derived from ME express significantly less perforin in endometriosis patients than in healthy controls, suggesting a reduced cytotoxic potential
