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The Role of Knowledge in Pre-service Science Teachers’ Modeling Competence
No full textIn den Naturwissenschaftsdidaktiken besteht Einigkeit, dass Lernende wissenschaftliche Prozesse wie das Modellieren zur Erkenntnisgewinnung nutzen sollen. Modellierkompetenz umfasst dabei die Fähigkeit, in Schritten des Modellierens Erkenntnisse zu gewinnen. Lehrkräfte müssen diese Schritte selbst beherrschen, um die Modellierkompetenz ihrer Schüler:innen fördern zu können, haben jedoch häufig Schwierigkeiten beim Erwerb dieser Kompetenz. Es wird angenommen, dass sowohl domänenübergreifendes Metawissen als auch domänenspezifisches Fachwissen für Modellierkompetenz erforderlich sind. Bisherige Studien zeigen eine unterstützende Rolle des Fachwissens, während für Metawissen bisher kein Zusammenhang nachgewiesen wurde. Der bisherige Stand der Forschung weist jedoch folgende Lücken auf: (1) Vernachlässigung des Metawissens über den Modellierprozess, (2) Fokus auf isolierte Schritte des Modellierens und seltene Erfassung von umfangreichen Modellierprozessen, (3) fehlende Untersuchung des Zusammenspiels von Meta- und Fachwissen und (4) mangelnde Erklärungsansätze zur Anwendung dieser Wissensfacetten. Diese kummulative Dissertation schließt diese Lücken mit vier empirischen Studien: Studie I validiert eine Diagrammaufgabe zur Erfassung des Metawissens über den Modellierprozess. Studie II entwickelt Modellieraufgaben zur Erfassung von umfangreichen Modellierprozessen unter Kontrolle des Fachwissens. Studie III untersucht mit 102 Lehramtsstudierenden die Beziehung zwischen Metawissen und Performanz in den Modellieraufgaben, berichtet jedoch keine Korrelation. Studie IV analysiert die Denkprozesse von 18 Teilnehmenden aus Studie III und zeigt, dass die Anwendung beider Wissensfacetten beim Modellieren unterstützend wirkt. Die Arbeit zeigt, dass Meta- und Fachwissen zur Modellierkompetenz beitragen. Auf Grundlage dieser Ergebnisse wird für die Lehrkräftebildung empfohlen, Unterrichtsansätze zu entwickeln, die Meta- und Fachwissen in den Schritten des Modellierens verknüpfen.In science education, there is consensus that students should be able to use scientific processes like modeling for inquiry. Modeling competence encompasses the ability to use modeling practices for inquiry. Pre- and in-service science teachers should be able to use these practices for inquiry themselves to promote their students' modeling competence. However, pre- and in-service science teachers often have difficulties achieving this competence. It is assumed that both domain-general metaknowledge and domain-specific content knowledge are necessary for modeling competence. Previous studies show a supporting role of content knowledge, while no relationship has been demonstrated for metaknowledge so far. However, the current state of research has the following gaps: (1) neglect of metaknowledge about the modeling process, (2) focus on isolated practices instead of comprehensive engagement in several practices, (3) lack of investigation into the interplay between metaknowledge and content knowledge, and (4) insufficient explanatory approaches regarding the application of these knowledge facets. This cumulative thesis addresses these gaps with four empirical studies: Study I validates a diagram task to assess metaknowledge about the modeling process. Study II develops modeling tasks to assess holistic engagement in the modeling practices while controlling for content knowledge. Study III examines the relationship between metaknowledge and performance in modeling tasks with 102 pre-service teachers, but reports no correlation. Study IV analyzes the thinking processes of 18 participants from Study III and shows that the application of both knowledge facets has a supporting effect during modeling. The work contributes to modeling competence research by developing instruments for various aspects of modeling competence and demonstrates that metaknowledge and content knowledge contribute to modeling competence. Based on these findings, it is recommended for teacher education to develop instructional approaches that link metaknowledge and content knowledge in the steps of modeling
Luminescent insulin–Au(iii) conjugate retains insulin biological properties in human microglia
No full textThe aims of this study were to establish if insulin conjugated with auric gold Au( iii ) can be visualized in living cells expressing insulin receptors, and if key steps in insulin signaling are undisturbed. Au( iii ) is coordinated with three tyrosines of insulin and is strongly stabilized by coordination with these tyrosines into a metal-ion coordinated insulin template. We combined theoretical and experimental approaches, including computational analyses, immunocytochemistry and functional assays to analyze the cellular effects of this construct. Results in this study show that the insulin–Au( iii ) conjugate does not impair several steps in insulin signaling and downstream metabolic functions in lysosomes and lipid droplets. Namely, the signaling kinases protein kinase B (Akt1) and mitogen-activated protein kinases (ERK1/2) are phosphorylated to a comparable extent as with unmodified insulin. Immunocytochemistry also shows a comparable decrease in nuclear transcription factor EB (TFEB), an essential regulator of lysosomal biogenesis. Fluorescence co-labelling of lysosomes with LysoTracker and lipid droplets with BODIPY 493/503 shows normal organellar morphology and slightly enhanced lipid droplet content. The luminescent properties of insulin–Au( iii ) could serve to combine biochemical and imaging studies in human cells beyond microglia.Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada 10.13039/501100000038European Regional Development Fund 10.13039/501100008530China Scholarship Council 10.13039/501100004543Agence Nationale de la Recherche 10.13039/501100001665Peer Reviewe
The Tannakian Schottky Problem for Bielliptic Prym Varieties
No full textWir beweisen, dass die Tannaka Gruppe und Darstellung Jacobische Varietäten der Dimension bis zu 5 charakterisieren. Außerdem zeigen wir, dass dies in allen Dimensionen für nicht-hyperelliptische Jacobische Varietäten auf dem bielliptischen Prym-Locus gilt. Wir erhalten dieses Ergebnis durch Untersuchung des Theta-Divisors von bielliptischen Prym Varietäten: Wir berechnen den Grad der Gauß-Abbildung, die Chern-Mather-Klasse und die charakteristische Klasse. Dazu gehört auch die Untersuchung von Entartungen mit Hilfe der Theorie der zulässigen Abdeckungen von Beauville. Auf dem Weg dorthin erhalten wir ähnliche Ergebnisse für den Theta-Divisor zyklischer Nodalkurven. Schließlich berechnen wir den Grad der Gauß-Abbildung auf einer allgemeinen Abelschen Varietät der bekannten irreduziblen Komponenten des Andreotti-Mayer-Locus. Wir tun dies unter Verwendung der Lagrangeschen Spezialisierung. Wir beweisen auch eine allgemeine Formel, die den ersten Koeffizienten der Lagrangeschen Spezialisierung mit der Samuel-Multiplizität der Singularität in Beziehung setzt.We prove that the Tannakian group and representation characterize Jacobians amongst principally polarized abelian varieties of dimension up to 5. More generally, we show that this holds in all dimensions, for non-hyperelliptic Jacobians, on the bielliptic Prym locus. We obtain this result by studying the theta divisor of bielliptic Pryms: We compute the degree of the Gauss map, the Chern-Mather class and the characteristic cycle. This involves also looking at degenerations of Prym varieties using Beauville's theory of admissible covers. Along the way, we obtain similar results for the theta divisor of cyclic nodal curves. Finally, we compute the degree of the Gauss map on a general principally polarized abelian variety of all known irreducible components of the Andreotti-Mayer locus. We do this using Lagrangian specialization. We also prove a general formula relating the first coefficient of the Lagrangian specialization to the Samuel multiplicity of the singularity
Ein Gewebe aus räumlicher und sozialer Mobilität: Die Red-White-Blue Bag als globaler Alltagsgegenstand
No full textDie Red-White-Blue Bag bietet als konkreter Alltagsgegenstand, der in zahlreichen Kontexten eingesetzt wird, aber als praktikables Ding kaum diskursive Beachtung findet, einen Einblick in Themen und Konflikte, die um sie herum und nur selten durch sie hindurch verhandelt werden: Globalisierung, Migration, Transport-, Handels- und Reisenetze, Klassendimensionen, Aneignung, Umdeutung und viele mehr. Nachdem sie von Ostasien aus, insbesondere Hongkong, seit den 1960er Jahren ihren globalen Siegeszug antrat, ist sie heute weltweit verbreitet – und hat viele Namen, von denen die meisten neben dem Aspekt der Mobilität auch offenlegen, dass Migrant:innen nach wie vor als Fremde beargwöhnt und häufig prekarisiert werden. Die transnationale Migration zwischen der Republik Moldau und Deutschland ist das Thema meines Dissertationsprojekts. Die Busreisen von Arbeitsmigrant:innen zwischen beiden Ländern, in denen die Tasche immer wieder auftaucht, stellen dabei einen Einzelaspekt dar, dem ich mich durch mobiles, ethnographisches Forschen sowie objektkulturelle Zugänge nähere. Für die Akteur:innen und ihre oft fluiden Migrationspraxen ist die Tasche nicht nur ein Symbol für den Weggang, sondern auch für die Rückkehr und die Remittances, die die Arbeitsmigrant:innen nach Hause senden, und nimmt so eine Doppelrolle ein. Daneben wird sie jedoch auch von Luxusmodehäusern und lokalen Künstler:innen auf unterschiedliche Weise angeeignet, sodass über den Nutzen der Tasche hinaus Fragen zu ihrer Symbolkraft und ihrer Rolle bei der Konstruktion von Zugehörigkeiten aufgeworfen werden können. Mein Beitrag zeichnet diese verschiedenen Wege schlaglichtartig und mit dem Schwerpunkt auf den moldauisch-deutschen Fall nach und verdeutlicht so, dass in der Tasche aus kulturanthropologischer Perspektive deutlich mehr steckt als das, was sie unmittelbar enthält.Peer Reviewe
Feeding the world and saving resources? An analysis of innovation systems for controlled-environment agriculture in urban contexts.
No full textDie kontrollierte Landwirtschaft (controlled-environment agriculture, kurz CEA) wird als potenzieller Beitrag zu einem Wandel hin zu widerstandsfähigen, ressourceneffizienten und lokalisierten Lebensmittelsystemen diskutiert. Obwohl CEA oft als inhärent ressourceneffizient, widerstandsfähig und lokalisiert dargestellt werden, bleibt der soziale und wirtschaftliche Kontext bei einer kritischen Analyse und Reflektion häufig unberücksichtigt. Ohne die Berücksichtigung des Kontextes bleiben die Richtung des Innovationsprozesses und die Vielfalt der möglichen Innovationen im Bereich von CEA unklar. Das Ziel dieser Dissertation ist es, ein umfassenderes Verständnis des Innovationsprozesses von CEA aus der Perspektive der Innovationssystemanalyse zu entwickeln, wobei der Schwerpunkt auf den zugrundeliegenden Dynamiken und Rahmenbedingungen liegt, die die Etablierung von CEA in städtischen Gebieten erleichtern oder behindern. Dabei dient die CUBES Circle Innovation als Ankerbeispiel. Insgesamt zeigt diese Dissertation, dass die Umsetzung und Anpassung von CEA in städtischen Gebieten stabile politische, soziale, infrastrukturelle und wirtschaftliche Rahmenbedingungen voraussetzt. Die Umsetzung von CEA erfordert daher vorzugsweise Standorte mit hinlänglichen finanziellen Ressourcen, an denen die traditionelle Landwirtschaft aufgrund der natürlichen Gegebenheiten nicht möglich ist und an denen die Verringerung der Importabhängigkeit als vorrangiges Ziel gilt und politisch gefördert wird. Die Einführung von CEA an Standorten mit anderen Merkmalen kann jedoch erleichtert werden, wenn geeignete und vorteilhafte Strukturen für CEA geschaffen werden. Dazu gehört die Entwicklung eines kohärenten Rechtsrahmens als grundlegende Voraussetzung für die institutionelle Legitimität von CEA. Um dies zu erreichen, ist es notwendig, klare politische Ziele festzulegen und CEA in lokale Strategien zu integrieren.Controlled-environment agriculture (CEA) is broadly discussed as a key contributor to a transformation towards resilient, resource-efficient, and localised food systems. This dissertation seeks to develop an understanding of the development and diffusion of CEA innovations in urban settings through the lens of innovation system analysis, taking the CUBES Circle innovation as an anchorage example. CEA are often portrayed as inherently resource-efficient, resilient and localised without critical analysis and reflection of the social and economic context. However, without a recognisable context, the direction of the innovation process remains unclear, as CEA encompasses a range of different possible innovations. The objective of this dissertation is to provide a more comprehensive understanding of the innovation process of CEA in urban locations, focusing on the underlying dynamics and framework conditions that facilitate or impede CEA establishment in urban areas. This dissertation demonstrates that the implementation of CEA in urban areas requires stable political, social, infrastructural and economic conditions. The implementation of CEA is therefore most likely in locations with sufficient financial resources, where traditional agriculture is not viable due to the natural conditions and where the reduction of import dependency is considered a priority and is politically promoted. Nevertheless, in order to facilitate the implementation of CEA in locations with other characteristics, requires the establishment of appropriate and advantageous framework conditions for CEA. The implementation of a coherent legal framework that consider CEA and their environmental, economic, social, and political benefits is a prerequisite for creating institutional legitimacy for CEA as innovative food production systems. To achieve this, it is necessary to establish clear political goals and integrate CEA into local strategies
Tacita Deans JG. Autorinnenfilm zwischen New Wave Science-Fiction und Land Art
No full textDurch die Entwicklungen der Digitalisierung scheint 2013 die Obsoleszenz des analogen Filmmediums besiegelt. Während ein Großteil der Filmindustrie über die Flexibilität digitaler Filmaufnahmen erleichtert ist, betrauern KünsterInnen wie Tacita Dean den drohenden Verlust des analogen Mediums. Dem Anliegen, analogen Film in seinen intrinsischen Qualitäten zu erkennen, zu würdigen und zu erhalten, widmet die Künstlerin Arbeiten wie Kodak (2006) oder FILM (2011). Auch in Deans Film JG (2013) setzt sich die Künstlerin mit dem drohenden Ende des Mediums auseinander. Aufgrund seiner Rätselhaftigkeit und gesteigerten Polysemie nimmt der Film allerdings eine Sonderstellung in Deans Werk ein. Die vorliegende Arbeit sucht die Rätsel zu entziffern und zeigt auf, wie in JG dem Untergang des ‚Universums Film‘ über die Figur eines allegorischen Dramas Gestalt verliehen wird und wie über Fragmente des analogen Films ein Erinnerungsbild an die technischen und chemischen Bedingungen sowie strukturellen Eigenheiten des Mediums geschaffen wird, das allein für diejenigen in JG erkennbar wird, die mit dem Wissen um diese Bedingungen vertraut sind. In einem zweiten Schritt widmet sich die Untersuchung den Werken des britischen Science-Fiction-Schriftstellers J.G. Ballard und des US-amerikanischen Land-Art-Künstlers Robert Smithson, auf die sich Dean in JG bezieht. Über ‚close-reading‘-Analysen von Ballards The Voices of Time (1960) und Prisoner of the Coral Deep (1964) sowie Roberts Smithsons Spiral Jetty (1970) lässt sich zeigen, dass die Künstlerin Strategien zur Anwendung bringt, mit denen sie JG in unmittelbare Nähe zum Science-Fiction-Genre und zu Smithsons Land Art rückt, worüber es ihr gelingt, neben der zeitlichen auch die räumliche Dimension des Films, seine skulpturale Dimension, auf eindrückliche Weise auszustellen.By 2013, the obsolescence of analog film seemed to be sealed as a result of progress in digitalization. While much of the film industry rejoiced in the greater flexibility provided by digital film, artists such as Tacita Dean mourned the impending loss of their analog medium. Tacita Dean had already dedicated works such as Kodak (2006) and FILM (2011) to the recognition, appreciation, and preservation of film in its intrinsic qualities. In her film JG (2013) the artist continues to deal with the impending end of the medium. JG’s enigmatic nature and heightened polysemy lends it a unique position in Dean’s œuvre. The Dissertation seeks to decipher the enigma JG and tries to show how the artist in JG confronts the impending loss of her medium. It is argued that she does this in two ways: through the figure of an allegorical drama reflecting the end of the 'universe of film’; and, secondly, through a collection of analog film fragments that, to those with the requisite knowledge, become recognizable as a commemorative picture of the technical and chemical conditions and structural characteristics of the medium. In a second step, the study is dedicated to works of British science fiction writer J.G. Ballard and American Land Art artist Robert Smithson on which Dean draws in JG. Through close-reading analyses of Ballard’s The Voices of Time (1960) and Prisoner of the Coral Deep (1964) as well as Robert Smithson’s Spiral Jetty (1970), it becomes clear that Dean employs strategies that bring JG into close proximity with the genre of Science Fiction and with Smithson’s Land Art. By these means she achieves an impressive demonstration not merely of film’s temporal but of its spatial, sculptural dimension
Von Afrika nach Baden und Württemberg: Wie kamen die ancestral human remains während der deutschen Kolonialzeit in die wissenschaftlichen Sammlungen? Hürden und Herausforderungen bei der Datenbankerfassung
No full textIm Verbundprojekt „Prekäre Provenienz“ am Museum der Universität Tübingen MUT widmen wir uns seit September 2021 der Herkunftserforschung von ancestral human remains aus Afrika vor 1919, die in vier baden-württembergischen Sammlungen aufbewahrt werden. Aufgrund der Empfehlungen des Deutschen Museumsbunds in seinem Leitfaden zum „Umgang mit menschlichen Überresten in Museen und Sammlungen“, in dem invasive Beprobungen der ancestral human remains ohne die Zustimmung der Herkunftsgemeinschaft als ethisch problematisch angesehen werden, greifen wir auf die historische Netzwerkforschung zur Rekonstruktion der Herkunftsgeschichten zurück. Das Projekt behandelt das lange vernachlässigte Thema der kolonialen Verflechtungen auf dem heutigen Gebiet des Bundeslandes Baden-Württemberg in der Welt. Es entwickelte sich infolge gestiegener öffentlicher Aufmerksamkeit und aufgrund des Bedarfs an Forschung zu dieser Thematik. Die webbasierte Plattform Nodegoat ermöglicht es uns, Akteure und ihre Wirkungsfelder zu erfassen und in räumlich-zeitlichen Kontexten darzustellen, wodurch Transparenz in der Provenienzforschung gefördert wird. Unser Fokus liegt auf der Erfassung und Analyse historischer Netzwerke der beteiligten Institutionen. Durch die systematische Sammlung und Ergänzung biografischer Daten in der von uns erstellten Excel-Liste ist es uns möglich, Verbindungen und Austausch zwischen Akteuren detailliert zu untersuchen. Unser Ziel ist es, trotz der lückenhaften Informationen über die ancestral human remains für einige Individuen die Herkunftsgeschichte durch die Netzwerkanalyse zu rekonstruieren. In diesem Beitrag veranschaulichen wir die Möglichkeiten und Potenziale von Nodegoat für die Visualisierung der erhobenen Daten, um die Wege der ancestral human remains in die Sammlungen Baden-Württembergs nachzuzeichnen.Peer Reviewe
Density Functional Tight Binding Theory Informed Multi-fidelity Machine Learning
No full textDer Density Functional Tight-Binding (DFTB)-Ansatz erweitert die Dichtefunktionaltheorie (DFT) durch minimale Basissätze und empirische Näherungen und ermöglicht Simulationen elektronischer Strukturen auf größeren Längen‑ und Zeitskalen als ab initio‑Methoden. Eine zentrale Limitation ist die geringe Verfügbarkeit von Parametern. Wir entwickeln einen Workflow zur robusten und einheitlichen Parametrisierung des gesamten Periodensystems ohne paarweise Parameter. Dazu werden künstliche homoelementare Kristalle modelliert, die vielfältige Koordinationsumgebungen abdecken. Die Übertragbarkeit der Basisparameter wird an Multielementsystemen und bislang uncharakterisierten Strukturen gegenüber DFTB‑Sätzen (GFN1‑xTB, QUASINANO2013, PRIOR) benchmarked. Die gleichzeitige Optimierung elektronischer Parameter und repulsiver Potenziale steigert die Leistung im Vergleich zu Allzweck‑Parametrisierungen. Zudem untersuchen wir Unsicherheiten von ML‑Potenzialen in wenig erforschten Bereichen der potenziellen Energiefläche, wo trotz guter Testset‑Genauigkeit Kurz‑ und Langreichweiten‑Wechselwirkungen unzureichend erfasst werden. Ein Δ‑ML‑Ansatz erhöht die Stabilität, wie Molekulardynamik‑Simulationen bei hohen Temperaturen zeigen. Mithilfe von Transferlernen (TL) begegnen wir der Knappheit von Referenzdaten über mehrere Fidelity‑Stufen für Moleküle und Materialien. Wir differenzieren Effekte verschiedener Genauigkeitsstufen und chemischer Räume beim Vortraining und Feintuning. Die Analyse zeigt, dass negativer Transfer durch Rauschen aus DFTB‑Baselines Feintuning‑Modelle beeinträchtigen kann, während ein Multi‑Fidelity‑Ansatz das Single‑Fidelity‑Lernen übertrifft und in einzelnen Fällen Foundation‑Modellen überlegen ist, wenn chemische Räume optimal überlappen.The Density Functional Tight‑Binding (DFTB) approach extends and simplifies Density Functional Theory (DFT) via minimal basis sets and empirical approximations, enabling electronic‑structure simulations at length and time scales far beyond those accessible to ab initio methods. However, its adoption is hampered by limited parameter availability. We introduce a workflow for robust, consistent DFTB parameterization across the periodic table without element‑pair parameters. By fitting all elements to artificial homoelemental crystals that span diverse coordination environments, we derive transferable baseline parameters that, through simultaneous optimization of electronic parameters and repulsive potentials, perform comparably to or better than general‑purpose sets such as GFN1‑xTB, QUASINANO2013, and PRIOR. We then address uncertainty in traditional ML training in underexplored regions of the potential‑energy surface, where local descriptors and sparse datasets fail to capture subtle short‑ and long‑range interactions. A Δ‑ML scheme substantially improves stability, as confirmed by high‑temperature molecular dynamics. To overcome scarce high‑fidelity reference data beyond semilocal DFT, we employ transfer learning across multiple fidelity levels for both molecules and materials, disentangling the effects of fidelity, model configurations, and chemical spaces in pretraining and fine‑tuning. While noise from low‑fidelity baselines can induce negative transfer, our multi‑fidelity strategy surpasses single‑fidelity learning and—even in some cases—outperforms foundation‑model‑based Transfer Learning (TL) by optimally aligning chemical spaces
Mathematical Modeling of Subcellular mRNA Dynamics in Mouse Embryonic Stem Cells
No full textDer Lebenszyklus eukaryotischer mRNA umfasst die Transkription und Verarbeitung im Zellkern sowie die Translation und den Abbau im Zytosol und am endoplasmatischen Retikulum. Obwohl die Regulation dieser Prozesse von Natur aus kompartimentiert erfolgt, war eine umfassende Charakterisierung der subzellulären mRNA-Dynamik bisher schwer fassbar. Diese Arbeit berichtet über eine Untersuchung der räumlichen und zeitlichen Kinetik von mRNA in Maus-embryonalen Stammzellen. Wir kombinierten metabolisches RNA-Labeling, biochemische Zellfraktionierung, Full-Length-Poly(A)-RNA-Sequenzierung und mathematische Modellierung, um die subzellulären Dynamiken von mRNAs transkribiert aus mehr als 9000 Genen zu quantifizieren. Die nukleare Retention wies die längsten Halbwertszeiten mit einem Median von 78 Minuten auf, was sie als den geschwindigkeitsbestimmenden Schritt im mRNA-Lebenszyklus etabliert. Im Vergleich dazu waren die Stabilitäten im Zytosol und an der Membran kürzer, wobei im Zytosol lokalisierte Transkripte eine mediane Halbwertszeit von 13 Minuten und membranlokalisierte Transkripte eine mediane Halbwertszeit von 20 Minuten aufwiesen. Transkripte von Genen mit ähnlichen biologischen Funktionen zeigten vergleichbare kinetische Profile. Transkriptionsfaktoren wiesen eine kurze nukleare Retention und eine geringe zytosolische Stabilität auf. Im Gegensatz dazu zeigten Transkripte, die mitochondriale und ribosomale Proteine codieren, eine verlängerte nukleare Retention. Darüber hinaus offenbarte die Modellierung unter Einbeziehung eines Parameters für nukleare Degradation, dass der nukleare Abbau reifer mRNA signifikant 6 % der exprimierten Gene beeinflusst. Insgesamt bietet unsere transkriptomweite Quantifizierung der subzellulären mRNA-Dynamik eine wertvolle Ressource zum Verständnis der Genexpressionsregulation in den verschiedenen zellulären Kompartimenten.The life cycle of eukaryotic mRNA involves transcription and processing in the nucleus, and translation and degradation in the cytosol and at the endoplasmic reticulum. While the regulation of these processes is inherently compartmentalized, comprehensive characterization of subcellular mRNA dynamics has been elusive. This thesis reports an investigation of the spatial and temporal kinetics of mRNA in mouse embryonic stem cells. We combined metabolic RNA labeling, biochemical cell fractionation, full-length poly(A) RNA sequencing, and mathematical modeling to quantify subcellular dynamics of mRNAs transcribed from more than 9000 genes. Nuclear retention showed the longest half-lives with a median of 78 min, establishing it as the rate-limiting step in the mRNA life cycle. In comparison, cytosolic and membrane stabilities were shorter, with cytosol-localized transcripts having a median cytosolic half-life of 13 min, and membrane-localized transcripts showing a median membrane half-life of 20 min. Transcripts from genes with similar biological functions showed similar kinetic profiles. Transcription factors exhibited short nuclear retention and low cytosolic stability. In contrast, transcripts encoding mitochondrial and ribosomal proteins displayed prolonged nuclear retention. Moreover, modeling that incorporated a nuclear degradation parameter revealed that nuclear decay of mature mRNA significantly affects 6% of expressed genes. To validate our half-life estimates, we conducted cross-study comparisons with datasets on different mammalian cell types, finding high agreement for whole-cell and nuclear half-lives. Cytoplasmic half-lives, however, showed only low to moderate correlations, suggesting that cell type-specific post-transcriptional regulation primarily occurs in the cytoplasm. Overall, our transcriptome-wide quantification of subcellular mRNA dynamics provides a valuable resource for understanding gene expression regulation across subscellular compartments