Frankfurt Institute for Advanced Studies
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Stem cell homeostasis in the root of Arabidopsis involves cell type specific complex formation of key transcription factors
No full textIn Arabidopsis thaliana, the stem cell niche (SCN) within the root apical meristem (RAM) is maintained by an intricate regulatory network that ensures optimal growth and high developmental plasticity. Yet, many aspects of this regulatory network of stem cell quiescence and replenishment are still not fully understood. Here, we investigate the interplay of the key transcription factors (TFs) BRASSINOSTEROID AT VASCULAR AND ORGANIZING CENTRE (BRAVO), PLETHORA 3 (PLT3) and WUSCHEL-RELATED HOMEOBOX 5 (WOX5) involved in SCN maintenance. Phenotypical analysis of mutants involving these TFs uncover their combinatorial regulation of cell fates and divisions in the SCN. Moreover, interaction studies employing fluorescence resonance energy transfer fluorescence lifetime imaging microscopy (FRET-FLIM) in combination with novel analysis methods, allowed us to quantify protein-protein interaction (PPI) affinities as well as higher-order complex formation of these TFs. We integrated our experimental results into a computational model, suggesting that cell type specific profiles of protein complexes and characteristic complex formation, that is also dependent on prion-like domains in PLT3, contribute to the intricate regulation of the SCN. We propose that these unique protein complex ‘signatures’ could serve as a read-out for cell specificity thereby adding another layer to the sophisticated regulatory network that balances stem cell maintenance and replenishment in the Arabidopsis root
Towards a better understanding of the geochemical proxy record of complex carbonate archives
No full textCarbonate archives record a brief snapshot of the ambient Earth’s surface conditions at their deposition. However, the geologically reasonable extraction and interpretation of geochemical proxy data from ancient, diagenetically altered rock archives is fraught with problems. Three issues stand out: the dichotomy between petrographic and geochemical alteration; the lack of quantitative age constraints for specific diagenetic phases resulting in a poorly constrained admixture of local, basin-wide and over-regional (far-field) features; and an often insufficient understanding of the temperatures and compositions of diagenetic fluids. Here, the archive of Devonian marine limestones exposed to multiple far-field diagenetic events is used as an example to explore the above-listed issues. Methods applied include petrography, micro XRF, fluid inclusion data, clumped isotopes, δ13C and δ18O isotopes, 87Sr/86Sr ratios and quartz trace element data. Devonian limestones studied here were overprinted by two cross-cutting regional fault zones (T ≈ 230 °C) by multiple events between the Variscan Orogeny and the late Paleogene. The following processes are recorded: (i) protolith deposition and partial dolomitisation during rapid burial in the Middle/Late Devonian (T ≈ 180 °C); (ii) deep burial to ca 6.5 km and tectonic/hydrothermal overprint during the Variscan Orogeny in the Carboniferous (T ≈ 90–230 °C); (iii) rapid uplift to 1–2 km burial depth at the end of the Variscan Orogeny and hypogene karstification (T ≈ 50 to 100 °C) initiated by regional geology in the Permian/Triassic; (iv) tectonic/hydrothermal overprint during the opening of the Proto-Atlantic Ocean between the Early Jurassic and the Early Cretaceous (T ≈ 50 to 130 °C); (v) tectonic/hydrothermal overprint including renewed hypogene karstification and hydrothermal calcite cement precipitation (T ≈ 50 to 180 °C) during Alpine Orogeny between the Late Cretaceous and late Paleogene. Despite this complex series of diagenetic events, the protolith limestones largely preserved their respective Middle/Late Devonian dissolved inorganic carbon (DIC) and 87Sr/86Sr signatures. This study documents that geochemical proxy data, placed into their petrographic, paleotemperature, and local to over-regional context, significantly increases the ability to extract quantitative information from ancient carbonate rock archives. Research shown here has wider relevance for carbonate archive research in general
DNMT3A clonal hematopoiesis-driver mutations induce cardiac fibrosis by paracrine activation of fibroblasts
No full textHematopoietic mutations in epigenetic regulators like DNA methyltransferase 3 alpha (DNMT3A), play a pivotal role in driving clonal hematopoiesis of indeterminate potential (CHIP), and are associated with unfavorable outcomes in patients suffering from heart failure (HF). However, the precise interactions between CHIP-mutated cells and other cardiac cell types remain unknown. Here, we identify fibroblasts as potential partners in interactions with CHIP-mutated monocytes. We used combined transcriptomic data derived from peripheral blood mononuclear cells of HF patients, both with and without CHIP, and cardiac tissue. We demonstrate that inactivation of DNMT3A in macrophages intensifies interactions with cardiac fibroblasts and increases cardiac fibrosis. DNMT3A inactivation amplifies the release of heparin-binding epidermal growth factor-like growth factor, thereby facilitating activation of cardiac fibroblasts. These findings identify a potential pathway of DNMT3A CHIP-driver mutations to the initiation and progression of HF and may also provide a compelling basis for the development of innovative anti-fibrotic strategies
Konservativ, feministisch, schuldig? : Genderkonzepte in zwei Gedichten von Marie Luise Kaschnitz
No full textMarie Luise Kaschnitz' Haltung in Bezug auf Genderkonventionen und -rollen ist ambivalent. Das untersuche ich an zwei Gedichten. Das frühe Gedicht "Grabstele" (1936) zeigt ein stereotypisierendes Genderdenken, das sich auf Oberflächlichkeiten beschränkt. Kaschnitz hat das Gedicht später kritisiert und sich Gedanken über ihre eigene Haltung gemacht. Trotzdem lässt sich auch in "Grabstele" eine subversive Tendenz festmachen, die Sprechinstanz ist nämlich in Bezug auf Gender unterdeterminiert. Kaschnitz imaginierte sie zwar später als weiblich, im Text ist das aber nicht so festgelegt. Der Aufruf zu Subversion und Ungehorsam der Frauen ist im zweiten untersuchten Gedicht "Frauenfunk" (1972) stärker und expliziter. Das liegt unter anderem am historischen Kontext, dieses Gedicht wurde durch den Feminismus geprägt. Beiden Gedichten gemeinsam ist ein essentialistisches Genderkonzept mit bürgerlichen Genderrollen, das sich durch Kaschnitz' Werk zieht
Identifying the molecular determinants of autophagic and mitophagic cell death
No full textDer Hirntumor Glioblastom (GBM) ist aufgrund seines infiltrativen Wachstums, der hohen intra- und intertumoralen Heterogenität, der hohen Therapieresistenz als auch aufgrund der sogenannten gliomartigen Stammzellen sehr schwer zu behandeln und führt fast immer zu Rezidiven. Da es in den letzten Jahrzehnten kaum Fortschritte in der Behandlung des GBMs gab, bis auf die Therapie mit Tumortherapiefeldern, wird weiterhin nach alternativen Zelltodtherapien geforscht, wie zum Beispiel dem Autophagie-abhängigen Zelltod. Der Autophagie-abhängige Zelltod ist durch einen erhöhten autophagischen Flux gekennzeichnet und obwohl die Autophagie, als auch selektive Formen wie die Lysophagie und Mitophagie, normalerweise als überlebensfördernde Mechanismen gelten, konnten viele Studien eine duale Rolle in der Tumorentstehung, -progression und -behandlung aufzeigen, die vor allem vom Tumortyp und stadium abhängt. Um die zugrunde liegenden Mechanismen des durch Medikamente induzierten Autophagie-abhängigen Zelltods im GBM weiter zu entschlüsseln, habe ich in meiner Dissertation verschiedene Substanzen untersucht, die einen Autophagie-abhängigen Zelltod induzieren.
In einer zuvor in unserem Labor durchgeführten Studie konnte gezeigt werden, dass das Antipsychotikum Pimozid (PIMO) und der Opioidrezeptor-Antagonist Loperamid (LOP) einen Autophagie-abhängigen Zelltod in GBM Zellen induzieren können. Darauf aufbauend habe ich die Fähigkeit zur Induktion des Autophagie-abhängigen Zelltods in weiteren Zellmodellen validiert. Dies bestätigte einen erhöhten autophagischen Flux nach PIMO und LOP Behandlung, während der Zelltod als auch der autophagische Flux in Autophagie-defizienten Zellen reduziert war. In weiteren Versuchen konnte ich die Involvierung der LC3-assoziierten Phagozytose (LAP), ein Signalweg der auf die Funktion einiger autophagischer Proteine angewiesen ist, ausschließen. Weiterhin konnte ich eine massive Störung des Cholesterin- und Lipidstoffwechsels beobachten. Unter anderem akkumulierte Cholesterin in den Lysosomen gefolgt von massiven Schäden des lysosomalen Kompartiments und der Permeabiliserung der lysosomalen Membran. Dies trug einerseits zur Aktivierung überlebensfördernder Lysophagie als auch der Zell-schädigenden „Bulk“-Autophagie bei. Letztendlich konnte aber die erhöhte Lysophagie die Zellen nicht vor dem Zelltod retten und die Zellen starben einen Autophagie-abhängigen lysosomalen Zelltod. Da die Eignung von LOP als Therapie für das GBM aufgrund der fehlenden Blut-Hirn-Schranken Permeabilität und von dem Antipsychotikum PIMO aufgrund teils schwerer Nebenwirkungen eingeschränkt ist, habe ich mich im weiteren Verlauf meiner Dissertation mit einer Substanz mit einem anderen Wirkmechanismus beschäftigt.
Der Eisenchelator und oxidative Phosphorylierungs (OXPHOS) Inhibitor VLX600 wurde zuvor berichtet mitochondriale Dysfunktion und Zelltod in Kolonkarzinomzellen zu induzieren. Allerdings hat meines Wissens nach bisher noch keine Studie die therapeutische Eignung von VLX600 für das GBM untersucht. Hier zeige ich eine neuartige Autophagie-abhängige Zelltod-induzierende Fähigkeit von VLX600 für GBM Zellen, da der Zelltod signifikant in Autophagie-defizienten Zellen aber nicht durch Caspase-Inhibitoren gehemmt wurde und der autophagische Flux erhöht war. Darüber hinaus konnte ich die Hemmung der OXPHOS und die Induktion von mitochondrialem Stress in GBM Zellen bestätigen und weiterhin aufzeigen, dass VLX600 nicht nur die mitochondriale Homöostase stört, sondern auch zu einer BNIP3-BNIP3L-abhängigen Mitophagie führt, die wahrscheinlich durch HIF1A reguliert wird aber keinen erkennbaren Nettoeffekt auf den von VLX600 induzierten Zelltod hat. Demnach induziert VLX600 letale „Bulk“-Autophagie in den hier verwendeten Zellmodellen. Darüber hinaus konnte ich zeigen, dass die Eisenchelatierung durch VLX600 eine große Rolle für den von VLX600-induzierten Zelltod spielt aber auch für die Mitophagie Induktion, Histon Lysin Methylierung und den ribosomalen Stress. Letztendlich ist es wahrscheinlich ein Zusammenspiel all dieser Faktoren, die zur Zelltodinduktion durch VLX600 führen und interessanterweise werden Eisenchelatoren bereits in präklinischen und klinischen Studien für Krebstherapien untersucht. Dabei könnten gewisse metabolische Eigenschaften verschiedener Tumorzellen die Sensitivität von Wirkstoffen, die auf den Metabolismus wirken wie VLX600, beeinflussen was in zukünftigen Studien beachtet werden sollte um den bestmöglichsten Therapieerfolg zu erzielen. Zusammenfassend unterstützt meine Dissertation die duale Rolle der Autophagie, die stark vom jeweiligen Kontext abhängt und befürwortet die weitere Forschung von Substanzen, die einen Autophagie-abhängigen Zelltod induzieren, für das GBM
Das Cassandra-Projekt : Skizzen eines Prognosemodells
No full textDas Cassandra-Projekt ist eine Anspielung auf die Geschichte jener Figur in der Ilias, die eine düstere Zukunft prophezeite und der niemand glaubte, wodurch es zur Tragödie kam. Das Projekt hat es sich hingegen zum Ziel gesetzt, auf die Botschaften der Kassandras von heute zu hören, um weitere Katastrophen zu vermeiden, was konkret bedeutet: literarische Texte, die in Krisengebieten entstehen, auf ihr Voraussagenpotenzial hin zu analysieren, um mögliche zukünftige Entwicklungen in der Gesellschaft auszuloten. Die so entstehenden Prognosen können dann als Instrumente für anstehende politische Entscheidungen dienen. Der Beitrag verschafft einen Überblick über die Hintergründe, Methoden, praktischen Anwendungsbeispiele, Probleme und noch offenen Desiderate des Projekts
Boudinage and folding of oblique single layers in bulk constrictional strain fields: Results from analogue modelling
No full textHighlights
• Constrictional structures range from dome-and-basin folds to coeval folds and boudins.
• Under bulk constriction, the competent layer rotates slower than a passive plane.
• Extension-parallel and –perpendicular folds grow simultaneously.
• Extension-perpendicular folds affect previous boudins.
Abstract
We conducted scaled analogue modelling to show the influence of varying single layer initial orientation on the geometry of folds and boudins in a bulk constrictional strain field. The initial angle between the plane of shortening and the competent layer (θZ(i)) was incrementally increased from 0° to 90° by multiples of 11.25°. While the amount of layer thickening decreased with increasing θZ(i), the deformation structures produced range from pure dome-and-basin folds to coeval folds and boudins. Based on the attitude of fold axes, there are extension-parallel (FEPR) and extension-perpendicular (FEPP) folds, with axes subparallel and subperpendicular to the principal stretching axis (X), respectively. Coeval growth of FEPR folds and boudins occurred when θZ(i) > ca. 25°. The FEPP folds can be subdivided into a first type which affect the entire layer (if θZ(i) ranges between 11.25 and 78.75°) and a second type, referred to as FBEPP folds, which are affecting pre-existing boudins if θZ(i) > 45°. The interlimb angle of all types of folds increases with increasing θZ(i). Folds and boudins similar to the ones produced in this study can be found in salt domes and in tectonites of subduction zones
"Der Atem reinster Gegenwärtigkeit: no future" : Zukunft in Roman Ehrlichs Klima-Dystopie "Malé"
No full textDieser Aufsatz beschäftigt sich mit der Frage, welche Krisen und Potenziale sich in Roman Ehrlichs 2020 erschienener Klima-Dystopie "Malé" aus dem Entwurf einer apokalyptischen Zukunft für das Erzählen ergeben. "Malé" thematisiert vor dem Hintergrund der Klimawandel-Bedrohung eine Utopie-Krise und erzählt im Modus der Rückblende eine Weltuntergangsgeschichte. Der Roman postuliert im Angesicht einer prekären Zukunft eine Identitäts- und Sprachproblematik, die auch die Literatur betrifft. Dabei deutet sich anhand von Raum- und Körperdarstellungen das Ende anthropozentrischer Konzepte an. Der Roman schlägt seine eigene synekdotische, polyphone Form als Überwindungspotenzial vor und sucht nach einer neuen Sprache und Ästhetik, in der eine Einheit mit nicht-menschlichen Entitäten gedacht und formuliert werden kann. So zeigt sich in "Malé" immer wieder utopisches Potenzial. Dies betont aus der Zukunftsperspektive die Gegenwart als Moment, an dem eine Verhinderung der durch multiple Krisen ausgelösten Apokalypse durch radikales Umdenken und Handeln noch möglich ist
Generative AI for scalable feedback to multimodal exercises
No full textDetailed feedback on exercises helps learners become proficient but is time-consuming for educators and, thus, hardly scalable. This manuscript evaluates how well Generative Artificial Intelligence (AI) provides automated feedback on complex multimodal exercises requiring coding, statistics, and economic reasoning. Besides providing this technology through an easily accessible web application, this article evaluates the technology’s performance by comparing the quantitative feedback (i.e., points achieved) from Generative AI models with human expert feedback for 4,349 solutions to marketing analytics exercises. The results show that automated feedback produced by Generative AI (GPT-4) provides almost unbiased evaluations while correlating highly with (r = 0.94) and deviating only 6 % from human evaluations. GPT-4 performs best among seven Generative AI models, albeit at the highest cost. Comparing the models’ performance with costs shows that GPT-4, Mistral Large, Claude 3 Opus, and Gemini 1.0 Pro dominate three other Generative AI models (Claude 3 Sonnet, GPT-3.5, and Gemini 1.5 Pro). Expert assessment of the qualitative feedback (i.e., the AI’s textual response) indicates that it is mostly correct, sufficient, and appropriate for learners. A survey of marketing analytics learners shows that they highly recommend the app and its Generative AI feedback. An advantage of the app is its subject-agnosticism—it does not require any subject- or exercise-specific training. Thus, it is immediately usable for new exercises in marketing analytics and other subjects
Aktivismus, offensiv und polemisch : Randbemerkung zur Frühgeschichte eines Begriffs
No full textEinige Beiträge zum aktuellen ZfL-Jahresthema erinnerten zuletzt an dieser Stelle daran, dass das Begriffspaar "Aktivismus und Wissenschaft" von einem alten Spannungsverhältnis geprägt ist, welches sich gegenwärtig wieder bemerkbar macht. [...] Tatsächlich sehen sich Forschende heutzutage immer öfter dazu genötigt, den unmittelbar praktischen Mehrwert ihrer Arbeit im Namen eines vermeintlichen Aktivismus zu Markte zu tragen, nicht zuletzt, um den Empfang etwaiger Fördergelder zu rechtfertigen. [...] So drängt sich die Frage auf, worin eigentlich der kritische Zug im Verhältnis von Wissenschaft und Aktivismus liegt, wenn die institutionelle Konvergenz der Aktivismen von oben und unten zur Affirmation tendiert? [...] Möglicherweise ist es lohnenswert, Geulens Verfahren des Rückgriffs aufzunehmen und sich auf ein weiteres streitbares Beispiel aus der frühesten Geschichte des Aktivismusbegriffs zu besinnen, von dem zuweilen behauptet wird, es handele sich um die früheste Okkurenz dieses Wortes überhaupt. Die Rede ist vom sogenannten "literarischen Aktivismus", auf den auch Henning Trüper in seinem Blogbeitrag zum ZfL-Jahresthema anspielt, wenn er vom "Umfeld des Expressionismus" spricht, in dem der "Aktivismusbegriff nach dem Ersten Weltkrieg erstmals politisch Fuß fasste". Was hat es hiermit auf sich? Tatsächlich ist es so, dass Kurt Hiller (1885–1972) - deutsch-jüdischer Publizist, expressionistischer Impresario und pazifistischer Aktivist - diese Wortprägung für sich beansprucht. So soll bei einem Treffen seines Berliner Kreises anno 1914 "Literarischer Aktivismus" als Name der von ihm gegründeten, "ethisch-politischen" Bewegung beschlossen worden sein. Die Organe dieses Aktivismus waren vorrangig Periodika, allen voran die ab 1916 von Hiller und seinem Kreis herausgegebene Zeitschrift "Das Ziel: Aufrufe zu tätigem Geist", in deren Namen sich bereits eine gewisse Vorstellung von Aktivität ankündigt