Cologne Excellence Cluster on Cellular Stress Responses in Aging Associated Diseases
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Bi-aspectual verbs in heritage Russian against the background of baseline language dynamics
Full text link[Artikel-Nr. 1] Our study investigates language processing in mono- and multilingual settings, focusing on language dynamics in heritage Russian against the background of baseline Russian. In this context, we explore bi-aspectual verbs as an unstable part of Russian grammar. As verbs without morphologically marked expression of aspectual contrasts, bi-aspectual verbs represent a special case within Russian aspectual morphology and demonstrate significant variations in their monolingual use. Our study examines the use of bi-aspectual verbs in heritage Russian acquired as a home language in a multilingual environment in families with migrant background. In contrast to monolingual speakers, heritage speakers operate with polylingual variation, which can comprise single varieties within the same language or even two or more typologically different languages. These language variation mechanisms in heritage speakers represent notable specifics of their language use and the special dynamics of heritage Russian. Therefore, when comparing the use of a dynamic part of the language system, we aim to shed light on the analogous vs specific language processing in baseline and heritage Russian. Based on the elaborated production data, we test the use of ten bi-aspectual verbs in heritage speakers (N = 30) with high proficiency in Russian. The control group of the study was composed of monolingual Russian respondents (N = 30). By examining the use of bi-aspectual verbs in monolingual (baseline Russian) and bilingual (migrant heritage Russian) speakers, we focus on the question of the extent to which language dynamics in the core domains of the language system are either similar or dissimilar in heritage vs baseline language. In so doing, we further contribute to the discussion of the primary vs secondary role of the internal vs external mechanisms of language change
Performance of Quantum SDP Methods for Quadratic Binary Optimization Problems
Full text linkQuantum computing algorithms offer asymptotic speedups compared to classical approaches in many domains. However, it remains uncertain whether these advantages extend to problem instances that can be solved within a reasonable time. One challenge for quantum algorithms is their often high scaling cost with respect to precision. Consequently, applications that allow approximate solutions are more promising candidates for quantum speedups.
One such example are semidefinite programming (SDP) relaxations of quadratic binary optimization problems, which incorporate a rounding procedure at the end. The Hamiltonian Updates (HU) SDP-solving algorithm introduced by Brandão et al. in 2019 was specifically designed for such problems. This thesis analyzes the performance of the HU algorithm and assesses whether it could provide a quantum advantage.
To ensure a fair comparison, we develop heuristics that significantly improve the algorithm’s efficiency.
Since large-scale quantum computers do not yet exist, direct benchmarking is not possible.
Instead, we adopt a hybrid approach, estimating the running time of quantum subroutines by analyzing their required number of gate operations.
Our findings suggest that even with these optimizations and under highly optimistic assumptions favoring the quantum approach, a quantum implementation of the Hamiltonian Updates algorithm is unlikely to outperform classical methods for realistic problem sizes.
Moreover, when applying SDP relaxations to real-world datasets, we observe that approximate relaxation techniques can lead to highly suboptimal solutions for the original optimization problems
The collision of the spheres of influence of the EU and China Analyzing voting patterns in the European Parliament
Full text linkThis thesis attempts to determine if there has been measurable impact of a Chinese economic sphere of influence on the voting behavior of European Parliament (EP) MEPs. Research found instances resembling an appeasing stance towards the CCP when securing high-stakes infra-structure investments, trade deals and heightened FDI flows, especially through economic fo-rums like the 17+1 mechanism. Some state actors allegedly extended these appeasement ap-proaches to a degree where they compromised EU common policy towards China, prioritizing bilateral relations. While this phenomenon might have been observed at the state actor level, examining soft power influence on "direct" representatives makes an interesting case. Suspi-cions of direct influence through economic pressure, subversion and espionage have grown since Xi Jinping changed China’s foreign policy, striving for China to evolve from a passive eco-nomic superpower to an active, assertive global geopolitical actor. While some qualitative re-search and journalistic evidence suggests causality between economic ties and cultural/politi-cal influence, quantitative confirmation is lacking. EP MEP voting behavior is tracked to (dis-) prove this alleged relationship. Findings conclude that CEEC as a group is too heterogeneous to show evidence of Chinese soft power influence in voting on China-sensitive issues. However, certain Member States from both CEE and non-CEEC region showed significant China-aligning voting behavior. Countries who were more economically engaged with China, displayed stronger China-aligning voting. Contextualizing the observations with the bloc voting behavior of the European Parliament’s parties, showed strong bloc adhering voting behavior on votes that concerned China-sensitive issues. Regarding the CEEC, Greece and Hungary, as abundant qualitative evidence suggested beforehand, showed to be strongly China-aligning
Krude! Zur Akustik des Unterrichtsdiskurses. Stille, Echo und Intonation
Full text linkDer Beitrag untersucht in drei aufeinander abgestimmten Teilstudien zentrale akustische Phänomene des Unterrichtsdiskurses – Wartezeiten, Lehrerecho und Frageintonation – mit dem Ziel, deren funktionale und didaktische Potenziale beim Aufbau konzeptionell-schriftlicher Sprachfähigkeiten der Schüler:innen zu erschließen. Im Rahmen einer ersten Teilstudie werden Wartezeiten (wait times) von Lehrpersonen auf Grundlage videographierter Unterrichtsstunden aus dem SgS-Korpus analysiert. Ausgangspunkt ist die empirisch belegte These, dass längere Pausen die Qualität von Schülerantworten erhöhen. Die Auswertung zeigt indes, dass die tatsächlichen Wartezeiten im innerhalb des SgS-Korpus im Durchschnitt deutlich unter der empfohlenen Dreisekundengrenze liegen. Ein weiter Befund ist, dass sich die Wartezeit einer Lehrperson, die sie ihren Schüler:innen gewährt, in Relation zur Wartezeit, die sich die Lehrperson in ihren eigenen Unterrichtsbeiträgen beim Formulieren gewährt, berechnen lässt. Eine zweite Teilstudie befasst sich mit dem Lehrerecho, also der (partiellen) Wiederholung von Schüleräußerungen durch die Lehrkraft. Während das Echo in der didaktischen Literatur überwiegend als didaktisch nicht angemessen kritisiert wird, geht die vorliegende Untersuchung der Frage nach, ob Lehrerechos unterschiedliche auch sprachdidaktische relevante Funktionen aufweisen. Anhand sequenzanalytischer Auswertungen im SgS-Korpus können insgesamt fünf fachlich und fachsprachlich orientierte Funktionen rekonstruiert werden. Eine dritte Teilstudie untersucht Frageintonationen in Schüleräußerungen sowie deren Wechselwirkungen mit Intonationsmustern der Lehrkräfte. Methodisch basiert die Studie auf annotierten Transkripten ebenfalls aus dem SgS-Korpus. Ausgangspunkt ist die Beobachtung, dass Schülerantworten häufig mit steigender Intonation enden, was auf kommunikative Unsicherheit hinweisen könnte. Theoretisch wird geschlussfolgert, dass die Schüler:innen in dieser Konstellation im Modus institutionellen Denkens agieren. Wenn sie indes im Modus inhaltlichen Denkens agieren, setzen sie andere und differenziertere Sprachmittel ein, um epistemische Unsicherheiten zu artikulieren. Insgesamt zeigt der Beitrag, dass akustische Mikroprozesse wie Stille, Echo und Intonation bedeutende Orientierungsangebote im Unterricht darstellen, die gezielt didaktisch genutzt werden können – insbesondere im Hinblick auf sprachliche Bildung, Teilhabe und die Entwicklung konzeptionell schriftsprachlicher Fähigkeiten
Molecular Design of Organometallic Ni, Pd and Pt Complexes Aiming for Ni(II)-based Triplet Emission
Full text linkThe challenge of ultimately replacing Pt with the cheaper and more abundant Ni in optoelectronic applications is approached from multiple angles.
The effect of heavy phosphine analogue ancillary ligands PnPh3, Pn = As and Sb, on the photophysical properties of tridentate, cyclometalated pincer complexes is explored as one strategy to enhance or facilitate their triplet emission.
To elucidate the structure-property-relationships in doubly cyclometalated complexes [M(C^N^C)(PnPh3)] (M = Pd, Pt), UV/vis absorption and emission spectroscopy as well as transient absorption spectroscopy are used among others.
For the complexes [Pd(C^N^C)(PnPh3)], the investigation additionally includes the optimization and generalization of their synthesis and exploration of their reactivity.
Concurrently, a second approach is explored, probing the ability of the strongly sigma-donating, monodentate perfluorophenyl ligand to promote phosphorescence from Ni(II) complexes in place of (double) cyclometalation
Cell Death Regulation and Function in Plant-Fungal Symbiosis
Full text linkRegulated cell death (RCD) is a hallmark of plant immunity, traditionally associated with defense
against pathogens. However, its role in beneficial plant–microbe interactions remains largely
uncharacterized. The root endophyte Serendipita indica, with its biphasic lifestyle, comprising an
initial biotrophic phase followed by a cell death-associated phase, serves as an excellent model
to dissect the molecular regulation of RCD in mutualistic contexts. While individual host factors
implicated in the cell death-associated phase have been previously identified, the mechanisms
governing RCD initiation and regulation remained poorly defined. In this thesis (Chapter 4),
I characterized the synergistic activity of two fungal effector enzymes, SiNucA and SiE5NT, as
the primary trigger of RCD. Their activity leads to the apoplastic production of deoxyadenosine
(dAdo), a purine-derived infochemical that triggers signaling and RCD in host roots. I further
identify the equilibrative nucleoside transporter ENT3 as the key mediator of both dAdo-induced
and S. indica-mediated cell death. To dissect the molecular responses underlying this process,
integrated transcriptomic, proteomic, and metabolomic profiling were employed. These analyses
revealed substantial overlap with known RCD pathways and uncovered additional infochemical
candidates involved in host–microbe communication. To monitor cell death dynamics in planta,
I developed a high-throughput assay combining Pulse Amplitude Modulation (PAM) fluorometry
with ion leakage measurements (Chapter 3). A genetic screen using this assay identified a previously
uncharacterized TIR-NLR receptor Induced by S. indica (ISI) as a modulator of root cell death and
a regulator of dAdo-triggered RCD, supporting the role of dAdo as an active immunometabolite.
Beyond this, ISI was found to modulate distinct root cell death phenotypes and to influence S. indica
colonization patterns, suggesting a broader role in regulating mutualistic interactions. Together,
these findings support a model in which synergistic effector activity and purine-based signaling
tightly regulate RCD as part of a controlled mutualistic program. This work redefines RCD as a
functional component of beneficial symbioses used to shape microbial niche structure, uncovers a
novel intersection between purine metabolism and immune signaling, and broadens the functional
repertoire of TIR-NLR proteins beyond classical pathogen resistance (Chapter 5). These findings
advance the emerging field of plant immunometabolism and provide a conceptual framework for
understanding how root immunity integrates metabolic and microbial cues
Die Behandlung von Wirbelkörpermetastasen mit intraspinalem Wachstum bei Personen ohne neurologische Defizite
Full text linkEinleitung:
Tumormetastasen in der Wirbelsäule sind ein häufiges Krankheitsbild in der Onkologie, Radiologie, Strahlentherapie und Chirurgie. Bei einem intraspinalen Tumor kann es zu Kompressionen des Rückenmarks und konsekutiv zu sensiblen oder motorischen Ausfallerscheinungen kommen 1,2. Um dies zu verhindern, sind chirurgische Eingriffe und Bestrahlungen die beiden gängigsten Therapieverfahren 3. Bei hochgradiger Rückenmarkskompression und manifesten neurologischen Defiziten wird in der Regel die operative Versorgung einer alleinigen Strahlentherapie vorgezogen 4,5, allerdings ist die Datenlage zur Evaluation therapeutischer Interventionen bei niedrigen und mittleren Kompressionsgraden ohne derartige Defizite unklar. Unsere Studie sollte den Einfluss der chirurgischen Dekompression auf das neurologische Outcome, die lokale Tumorkontrolle und die Therapiekomplikationen in dieser Kohorte untersuchen.
Methoden:
Es wurde eine retrospektive Kohortenstudie mit insgesamt 181 Patientenfällen aus dem Universitätsklinikum Köln und dem Zeitraum vom 01.01.2012 bis 31.05.2020 durchgeführt. Diese hatten vor Therapiebeginn allesamt einen ESCC-Grad von 1b, 1c oder 2 und einen Frankel-Grad von E. Erhoben wurden allgemeine Patienten- und Therapiedaten, die Entität der Primärtumoren, lokale Tumorrezidive, verstorbene Personen, relevante Vorerkrankungen, der prätherapeutische Karnofsky-Index, die prä- und posttherapeutischen Frankel-Grade sowie jene beim letzten Follow-up, die proximalen und distalen Kraftgrade vor und nach der Therapie, die Gesamtzahl und der Hauptbefund der betroffenen Wirbelkörper, der ESCC-Grad, die axiale Tumorlokalisation und der Spine Instability Neoplastic Score vor der Behandlung, das Behandlungskonzept selbst sowie die Therapiekomplikationen. Für die statistische Analyse wurden anhand der durchgeführten Primärtherapie zwei Kohorten gebildet: Gruppe A mit chirurgischer Dekompression (ggf. plus Stabilisierung) und Gruppe B ohne Dekompression (alleinige Radiatio, Stabilisierung oder minimalinvasive Zementaugmentation). Verglichen wurden die Anteile neurologischer Verschlechterungen, die quantitativen Veränderungen der Frankel- und Kraftgrade, die Rezidivquoten sowie die Komplikationsraten in beiden Gruppen. Dieselben Endpunkte verglichen wir unter jenen Fällen mit in der Literatur als strahlensensibel beschriebenen Primärtumoren. Schließlich analysierten wir auch, ob die einzelnen Primärtumorentitäten, verschiedene Vorerkrankungen, die betroffenen Wirbelsäulenabschnitte, die Anzahl befallener Wirbelkörper, die ESCC-Grade, die axialen Tumorlokalisationen, die SINS-Kategorien und die Karnofsky-Indizes einen Einfluss auf die Endpunkte hatten.
Ergebnisse:
Unmittelbar posttherapeutisch kam es in Gruppe A bei 1,5 % der Fälle zu einer neurologischen Verschlechterung (mittlere Verschlechterung: 0,0150 Frankel-Grade), in Gruppe B waren es 3,2 % (Mittelwert: 0,0323). Bis zum letzten Follow-up war der Anteil in Gruppe A 5,2 % (Mittelwert: 0,0597) und in Gruppe B 3,2 % (Mittelwert: 0,0645). Die proximalen oder distalen Kraftgrade verschlechterten sich nach der Therapie in Gruppe A bei 6,3 % der Fälle (mittlere Verschlechterung proximal bzw. distal: 0,0125 bzw. 0,0250 Grade) und in Gruppe B bei 4,8 % (Mittelwert proximal bzw. distal: 0,0000 bzw. 0,0476). Die Rezidivquoten lagen in Gruppe A bzw. Gruppe B bei 4,8 % bzw. 2,8 %, die Gesamtkomplikationsraten bei 27,6 % bzw. 28,6 %. In Gruppe A kam es bei 11,0 % und in Gruppe B bei 11,4 % der Fälle zu einer oder mehreren komplikationsbedingten Re-Operation(-en). Komplikationsbedingte Verzögerungen der adjuvanten Therapie traten in Gruppe A bzw. Gruppe B bei 11,0 % bzw. 2,9 % auf. Für keinen dieser Unterschiede zwischen den Kohorten konnte eine statistische Signifikanz festgestellt werden. Auch in der Subgruppenanalyse mit strahlensensiblen Primärtumoren ergaben sich keine signifikanten Unterschiede in Bezug auf das Outcome, die Rezidivquoten und die Therapiekomplikationen. Ebenso konnten wir keine patienten- oder tumorbezogenen Merkmale mit einem signifikanten bzw. klinisch relevanten Einfluss auf die primären und sekundären Endpunkte identifizieren.
Diskussion:
Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass für dieses spezielle Patientenkollektiv mit dekompressiven und nicht-dekompressiven Behandlungsstrategien jeweils ein ähnlich gutes klinisches Outcome bei vergleichbaren Therapierisiken erreicht werden kann. Eine Dekompression sollte bei Zutreffen der genannten Kriterien also besonders kritisch hinterfragt werden, insbesondere vor dem Hintergrund des in unserer Kohorte relevanten, wenn auch nicht signifikant größeren Anteils von Personen, die durch operationsbedingte Komplikationen eine Verzögerung ihrer weiteren Therapie erfahren haben. Die große Mehrheit der Fälle konnte in beiden Gruppen durch die therapeutische Intervention vor neurologischen Verschlechterungen bewahrt werden. Dass keinerlei statistisch signifikante Unterschiede nachgewiesen wurden, könnte jedoch auch auf die ungleiche Verteilung der Fallzahlen auf die beiden zu vergleichenden Kohorten zurückzuführen sein. Trotzdem kann unsere Schlussfolgerung von den Daten einer ähnlich konzipierten Studie unterstützt werden 6. Für eine evidenzbasierte Umsetzung im klinischen Alltag werden letztlich weitere, prospektive randomisierte und kontrollierte Untersuchungen die Ergebnisse überprüfen müssen
Mechanism of cell death-associated interleukin-1 release from Leishmania major-infected myeloid cells
Full text linkLeishmaniasis is a parasitic infectious disease with global relevance. The clinical manifestations range from a cutaneous form to a potentially lethal visceral type, depending on the specific pathogen subtype. Cutaneous leishmaniasis is endemic in 90 countries but the number of registered cases is often underestimated. Therapeutic options are available, but their effectiveness varies.
Dendritic cells (DC) are critical for the defence against Leishmania (L.) major through the induction of a T-helper-cell type (TH1)-response. DC-derived interleukin (IL)-12 is essential, with IL-1 being beneficial. Pathogen elimination occurs in macrophages (MΦ) as a result of type 1 immunity. The precise mechanism of L. major-induced DC-derived IL-1 release remains unclear. The pivotal role of myeloid differentiation primary response 88 (MyD88), a commonly indirectly cell death-linked adapter in DC for L. major recognition, and the frequent association of IL-1 release to loss of cell membrane integrity, suggests a connection of this release with specific forms of cell death.
In this work, bone marrow-derived DC (BMDC) from wildtype (wt), receptor-interacting protein kinase (RIPK)1D138N/D138N (mutation in the kinase domain), RIPK3-/- or mixed lineage kinase domain like pseudokinase (MLKL)-/- mice were infected with L. major and treated with specific cell death stimulators. The cytokine releases were analysed via enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Various quantitative assays for cell death were evaluated, particularly propidium iodide (PI) and annexin V (AnV) staining in flow cytometry. Electron microscopy images were incorporated. Further, wt bone marrow-derived MΦ (BMDM) were examined equivalently.
The caspase-8 inhibitor emricasan stimulated the DC-derived L. major-specific release of IL-1α as well as L. major-induced DC cell death. When costimulated with birinapant, for general cell death stimulation via inhibition of cellular inhibitor of apoptosis protein (cIAP)-1 and -2, these results were more discernible but unspecific. However, the RIPK1 inhibitor necrostatin-1 demonstrated compensatory effects. In line, this IL-1 release and cell death was prevented by knockout (KO) of MLKL, the kinase activity of RIPK1 or KO of RIPK3, the latter under certain conditions. In BMDM, neither leishmania-specific IL-1 release nor cell death was induced by the stimulators.
This work once more confirms the critical function of DC in controlling L. major infection. Key proteins of necroptosis, RIPK1, -3 and MLKL, are identified as crucial for IL-1 release from L. major-infected DC. This suggests that necroptosis is the main mechanism
Schule und Schulleitung in der Migrationsgesellschaft. Eine Mixed-Methods-Studie zum schulischen Umgang mit migrationsbedingter Diversität
Full text linkOrganisationen sind im Kontext gesellschaftlicher Entwicklungen zu betrachten. Eine zentrale gesellschaftliche Veränderung, mit der sie sich auseinandersetzen müssen, ist Migration. Im Diskurs um Migration und der daraus resultierenden Diversität stehen insbesondere Schulen im Fokus. Dabei kommt der Schulleitung als zentralem schulischen Akteur eine besondere Bedeutung zu.
In dieser Dissertation wird aus organisationstheoretischer Perspektive untersucht, wie Schulleitungen migrationsbedingte Diversität bearbeiten und welche Handlungs- und Deutungsmuster sie dabei nutzen. Die Arbeit ist an der interdisziplinären Schnittstelle der empirischen Bildungs- und Schulleitungsforschung, der erziehungswissenschaftlichen Migrations- und Diversitätsforschung sowie der Organisationsforschung verortet.
Methodisch basiert die Studie auf einem Mixed-Methods-Design. Im ersten Schritt werden Ergebnisse einer breit angelegten quantitativen Schulstudie analysiert und Schulen mit unterschiedlich wahrgenommener Inklusion der Schüler*innen mit Migrationshintergrund identifiziert. Aufbauend darauf werden leitfadengestützte Interviews mit den Schulleitungen dieser Schulen geführt.
Die Ergebnisse zeigen einerseits eine Vielzahl unterschiedlicher Perspektiven der Schulleitungen auf Diversität, die von defizitorientierten bis hin zu ressourcenorientierten Deutungen reichen. Andererseits wird ersichtlich, dass einige Schulleitungen Diversität aktiv anerkennen und als handlungsleitend verstehen, während andere vor allem die Gleichheit der Schüler*innen betonen. Darüber hinaus lässt sich eine Unterscheidung zwischen reaktiver, passiver und proaktiver Bearbeitung von Diversität treffen. Obwohl die Schulleitungen ihre Schulen als „gute Schule in der Migrationsgesellschaft“ begreifen, zeigen sich zwischen ihren Handlungs- und Deutungsmustern deutliche Unterschiede. Der Mixed-Methods-Ansatz erweist sich als vorteilhaft, da sich die Bearbeitung von Diversität verschiedener Schulleitungen vergleichen lässt und die gemeinsamen Handlungs- und Deutungsmuster erfolgreicher Schulleitungen im Umgang mit Diversität deutlich werden