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Future glacial lake risk in High Mountain Asia
No full textIn Hochasien führen steigende Temperaturen und veränderte Niederschläge zum Rückzug der Gletscher und zur Ausweitung bzw. Neubildung von Gletscherseen. Deren plötzliche Entleerung kann zu Gletscherseeausbrüchen (GLOFs) werden – äußerst gefährlichen Naturkatastrophen. Daher ist es entscheidend, mögliche Standorte, Entwicklung und Gefährdungspotenzial zukünftiger Seen zu kennen. Die Studie umfasst drei Schritte: (a) Erstellung des ersten vollständigen Inventars zukünftiger Gletscherseen in Hochasien; (b) Bestimmung eines möglichen Zeitrahmens für die Entstehung der größten 2.700 Seen anhand von Gletschermassenbilanz-Simulationen bis 2100 unter vier Klimaszenarien; (c) Untersuchung der künftigen GLOF-Dynamik. Dazu werden zahlreiche GLOFs potenziell gefährlicher Seen in der Everest-Region mithilfe dreidimensionaler Strömungsmodelle simuliert und ihr Schadenspotenzial bewertet. Die Analyse der subglazialen Topographie zeigt ein Potenzial von über 25.000 neuen Seen. Simulationen bis 2100 belegen starken Szenario-Einfluss sowie eine deutliche Zunahme von Seeflächen und -volumina. GLOF-Simulationen weisen auf steigende Schäden hin, wenn verschiedene Moränendurchbruchs-, Klima- und Bevölkerungsannahmen berücksichtigt werden. Große GLOFs aus Imja Tsho, Lower Barun Lake oder Tsho Rolpa können das Vorgebirge erreichen und 80–100 km Straßen sowie 700–2.000 Häuser mit bis zu 10 m Wassertiefe überfluten. Die Arbeit verbessert das Verständnis der Seenbildung im Klimawandel, ermöglicht präzisere Risikobewertungen und unterstreicht die Bedeutung lokaler Studien, um besonders gefährdete Gemeinschaften besser vorzubereiten.In High Mountain Asia, warming and shifting precipitation are driving widespread glacier retreat, leading to expansion or formation of proglacial lakes. Sudden lake drainage can trigger glacial lake outburst floods (GLOFs), among the most hazardous disasters in mountain regions. It is therefore crucial to identify future lake locations, their evolution, and their downstream damage potential. This study addresses these needs through three components: (a) the first complete inventory of future glacial lakes across High Mountain Asia; (b) estimation of development timelines for the 2,700 largest lakes by simulating glacier mass balances until 2100 under four climate scenarios; and (c) assessment of changing 21st-century GLOF dynamics. To evaluate downstream impacts, numerous GLOFs from potentially dangerous lakes in Nepal’s Everest region are simulated using 3-D computational fluid dynamics. Subglacial topography analyses indicate potential for >25,000 new lakes. Simulations to 2100 show strong scenario dependence and major increases in lake area and volume. GLOF simulations reveal rising damage potential when climate, moraine-failure, and population projections are included. Large GLOFs from Imja Tsho, Lower Barun Lake, or Tsho Rolpa may reach Himalayan foothills, inundating 80–100 km of roads and 700–2,000 houses, with water depths up to 10 m. This work advances understanding of glacial lake formation under climate change, improves future GLOF risk assessment, and highlights the need for detailed local studies to better prepare vulnerable communities
Brief communication: What do we need to know? Ten questions about climate and water challenges in Berlin-Brandenburg
No full textAs climate change escalates, the Berlin-Brandenburg region faces new challenges. Climate change-induced extreme events including droughts, heatwaves, and floods, are expected to cause new conflicts to emerge and aggravate existing ones. To guide future research, we engaged a transdisciplinary academic community of experts to co-develop a list of key questions on these climate and water challenges in the region. Our findings highlight the urgent need for integrated and participatory research approaches. We expect this list of key questions to provide a roadmap for scientists and policymakers to foster actionable knowledge production to address climate and water challenges in the region.Einstein Stiftung BerlinPeer Reviewe
Visualizing the Dynamic Wetting and Redistribution of Electrolyte in Lean‐Electrolyte Lithium‐Sulfur Pouch Cells via Operando Neutron Imaging
No full textThe lean electrolyte in lithium‐sulfur (Li‐S) batteries commonly presents inhomogeneous distribution and inadequate electrolyte wetting, resulting in uneven electrochemical reaction interface, suboptimal performance, and cell failure or accelerated degradation. Non‐destructive operando /in situ methods that can visualize electrolyte wetting and dynamics during cell operation in liquid metal‐sulfur batteries have unfortunately not been described. In this study, the operando neutron tomography technique is employed to non‐destructively visualize and analyze the electrolyte distribution in practical lean‐electrolyte double‐layer Li‐S pouch cells. Through real‐time electrolyte observation across different pouch‐cell layers, we unambiguously reveal conglomeration and diminishment of unwetted areas during cell rest, leading to localized electrolyte redistribution. Remarkably, discharge/charge processes can enhance electrolyte homogeneity remarkably, boosting the electrochemical activation of sulfur. Unique periodic “breath‐in” and “breath‐out” behaviors of electrolyte wetting are observed in the dynamic evolution with the status of discharge and charge, which is correlated to the dissolution and precipitation of sulfur species. These results provide solid evidence of an inhomogeneous distribution of lean electrolyte in practical Li‐S pouch cells and offer insights into the correlation between electrolyte redistribution and lithium‐sulfur (electro‐)chemistry. This work develops valuable guidelines for optimizing testing protocols and strategies for electrolyte wetting in Li‐S pouch cells and other metal‐sulfur batteries.European Commission (for Horizon 2020/Horizon Europe funding)‐HealingBatInstitute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences 10.13039/501100011181Bundesministerium für Bildung und Forschung‐SkaLiSPeer Reviewe
Generation and Nitric Oxide Reactivity of a Cobalt(II) Superoxide Complex via Guanidine-Based Ligand Non-Innocence
No full textA novel guanidine-based NNN pincer cobalt(II) complex, Co1, was investigated for dioxygen (O2) activation. Upon reaction with O2 at room temperature, a μ-hydroxo-bridged CoII–OH-CoII complex (Co2) was isolated as the final oxygenated product. In-depth spectroscopic investigation revealed that the formation of Co2 occurs via an intermediate superoxide species (Co1–O2•–), by taking advantage of the redox non-innocence behavior of the ligand (3,3′-(pyridine-2,6-diyl)bis(1-methyl-N-phenylimidazolidin-2-imine)), and therefore keeping the cobalt oxidation state unchanged at +2. Interestingly, the zinc analogue, Zn1, was also shown to yield a similar μ-hydroxo-bridged ZnII–OH-ZnII complex (Zn2) as the final product under the same aerobic conditions, providing further confirmation of the ligand influence on metal oxidation and spin states during O2 activation. Further reactivity studies demonstrated that Co1–O2•– reacts with nitric oxide (•NO) to form a CoII-peroxynitrite (Co1–ONO2–) intermediate, which performs an unprecedented intramolecular nitration of the phenyl moieties of the ligand at the para position.Deutsche Forschungsgemeinschaft 10.13039/501100001659Deutsche Forschungsgemeinschaft 10.13039/501100001659Deutsche Forschungsgemeinschaft 10.13039/501100001659Peer Reviewe
Modelling entrainment to two zeitgebers and estimating oscillatory properties of the circadian clock in lung cancer
No full textDie meisten Säugetierzellen haben eine ’innere Uhr’, ein genregulatorisches Netzwerk, das zirkadiane Rhythmen erzeugt. Dies sind biologische Oszillationen mit einer Periode, die in einer konstanten Umwelt 24 Stunden ähnelt. Periodisch wiederkehrende Umwelteinflüsse, sog. ‘Zeitgeber’ wie Tageslicht, Essenszeiten und Medikationspläne, können einen zirkadianen Rhythmus an sich koppeln. Zirkadiane Einflüsse werden deshalb zunehmend auch in Tumorbehandlungsplänen berücksichtigt. Aber obwohl diese mehrere gleichzeitig vorhandene Zeitgeber enthalten können, sind Studien der inneren Uhr der Säugetiere mit mehreren Zeitgebern selten. In dieser Arbeit wurden deshalb die Effekte von zwei gleichzeitigen Zeitgebern auf mathematische Modelle der inneren Uhr der Säugetiere untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Phasendifferenz zwischen den Zeitgebern wichtige oszillatorische Eigenschaften eines gekoppelten zirkadianen Rhythmusses kontrolliert. Eine optimale Phasendifferenz zwischen den Zeitgebern führt u.a. zu einer hohen Amplitude des gekoppelten zirkadianen Rhythmusses und einer schnellen Kopplung. Um die Modelle, die für gesundes Mäusegewebe entwickelt wurden, weiter auf Krebsgewebe anzupassen, wurden zirkadiane Genexpressionsstudien von Lungengewebe gesunder Mäuse und Paviane mit der nicht-zirkadianen TCGA-LUAD Studie von menschlichem Lungenkrebs verglichen. 13 zirkadian exprimierte Gene hatten in Lungengewebe von Maus und Pavian evolutionär konservierte Phasendifferenzen zueinander und wurden verwendet, um auch den TCGA-LUAD-Proben mögliche zirkadiane Zeiten zuzuordnen. Während die rekonstruierte zirkadiane Genexpression der gesunden menschlichen Lungengewebeproben denen der anderen Säugetiere entspricht, haben die zirkadianen Genexpressionsrhythmen in menschlichem Lungenkrebs eine geringe Amplitude und teilweise veränderte Phasendifferenzen zueinander. Diese Ergebnisse können in der Zukunft genutzt werden um krebsspezifische, zirkadiane Behandlungspläne zu modellieren.Circadian clocks allow the scheduling of biological processes to the most suitable time of the day. They cause circadian rhythms: biological oscillations with a period that is close to 24 hours in constant environments. Periodic environmental cues, e.g., light-dark cycles or cyclic drug application with periods close to a circadian rhythm’s period, so-called zeitgebers, can entrain circadian rhythms. Cell intrinsic biological rhythms can also act like zeitgebers, but in contrast to external zeitgebers, the circadian clock can feed back on them. This cross-talk sets the ground for circadian cancer treatment schedules. They can include multiple coexisting zeitgebers, but circadian studies with multiple zeitgebers are rare. In this thesis, I mathematically modelled the effects of two coexisting zeitgebers on the mammalian circadian clock. The results show that the phase difference between the onsets of the two zeitgebers controls oscillatory properties of the circadian rhythm. Optimal phase differences can result in a broad range of entrainment, an increased amplitude of the circadian rhythm and a short transient time to entrainment. However, the models were fit to circadian gene expression of healthy murine tissue. In order to find possible adaptations of the models to cancerous tissue, I also compared circadian gene expression studies from healthy mouse and baboon lung tissue to the non-circadian TCGA-LUAD study of human lung cancer. There were 13 circadian genes with evolutionary conserved phase differences between them in the datasets of mouse and baboon, that were used to assign potential circadian times to the TCGA-LUAD samples. The reconstructed gene expression time series of healthy human lung tissue agrees with the other mammalian circadian gene expression rhythms in lung, but there are potentially weak circadian oscillations with low amplitudes and altered phase differences between some of the circadian genes in cancerous human lung tissue
Plot data
No full textDaten enthalten im Manuskript "Few-MHz bandwidth tunable optical filter based on a fiber-ring resonator"
arxiv:2506.11953
(Erscheint in Kürze – letzte Aktualisierung: 25.10.22)Data included in the manuscript titled "Few-MHz bandwidth tunable optical filter based on a fiber-ring resonator"
arxiv:2506.11953
(to be published soon - latest update: 25.10.22
Reconfiguring Western Zen: Eco-Engagement in Japanese (American) Zen Buddhism—Case Studies of Zen Peacemakers Germany and Akazienzendo Berlin
No full textThis article examines how two contemporary Zen Buddhist communities in Germany—Zen Peacemakers Germany and Akazienzendo Berlin—engage in ecological activism through the lens of eco-Buddhism. Drawing on eco-Buddhism, the study investigates how these communities integrate traditional Zen teachings with socially engaged responses to the ecological crisis. It argues that eco-Buddhism, when situated within the Mahāyāna framework of interdependence, offers a pathway for reconciling the tension between Western Buddhism’s emphasis on personal liberation and the collective ethical imperative of addressing environmental suffering. Using a qualitative methodology based on semi-structured interviews and ethnographic insights, the article compares the different modalities of ecological engagement practiced by the two groups: Zen Peacemakers’ ritualized and activist forms of bearing witness, and Akazienzendo’s localized, community-oriented environmental projects. By analyzing how ecological practice becomes a vehicle for negotiating Buddhist identity, ethics, and modernity, this study contributes to the growing field of eco-Buddhism and sheds light on how spiritual communities respond to planetary crisis in socially meaningful ways.This research received no external funding.Peer Reviewe
The impact of sleep deprivation on genome regulation in dorsal CA1 region of hippocampus
No full textViele schwere neurologische und psychiatrische Erkrankungen gehen häufig mit komorbiden Schlafstörungen einher. Daher ist es von entscheidender Bedeutung zu verstehen, wie das Gehirn auf Schlafentzug reagiert und wie diese Reaktion im Krankheitsfall verändert sein kann. In dieser Arbeit untersuchte ich die homöostatische Reaktion auf akuten Schlafentzug, indem ich das Zusammenspiel zwischen 3D-Chromatin-Reorganisation, Transkriptionsregulation und Chromatinzugänglichkeit im Hippocampus von Mäusen analysierte. Mit Fokus auf glutamaterge Pyramidenzellen in der dorsalen CA1-Region deckte ich weitreichende, durch Schlafentzug induzierte Veränderungen auf allen Ebenen der Genregulation auf. Ich beobachtete weitreichende Veränderungen in der Expression neuronaler Gene, die an der Aufrechterhaltung des Erregungs-Hemmungs-Gleichgewichts (E/I-Gleichgewicht) beteiligt sind, was darauf hindeutet, dass Schlafentzug dieses Gleichgewicht stören kann. Veränderungen der Chromatinzugänglichkeit wiesen auf eine zentrale Rolle von Mef-Familien-Transkriptionsfaktoren hin, die mit neuronaler Aktivität in Zusammenhang stehen und die Reaktion auf Schlafentzug beeinflussen. Erstmals charakterisierte ich Veränderungen der 3D-Genomarchitektur als Teil der adaptiven Reaktion des Gehirns auf Schlafentzug und deckte dabei weitreichende strukturelle Umstrukturierungen auf, die über die Genexpression hinausgehen. Ich untersuchte außerdem die Auswirkungen von Schlafentzug sowohl bei Wildtyp-Mäusen als auch bei homozygoten Shank3∆C-Mutanten, einem Tiermodell für Autismus-Spektrum-Störungen (ASS), das durch chronische Schlafprobleme gekennzeichnet ist. Meine Arbeit zeigt, dass die Shank3∆C-Mutation zu einer abgeschwächten Reaktion auf Schlafentzug führt. Dies stützt die Annahme, dass verlängerte Wachphasen ein Ungleichgewicht zwischen Erregung und Hemmung (E/I-Ungleichgewicht) hervorrufen könnten, das der molekularen Grundlage von ASS zugrunde liegt oder diese verschlimmert.Many major neurological and psychiatric disorders are frequently accompanied by comorbid sleep disturbances. Understanding the brain’s homeostatic response to SD, and how it may be altered in disease states, is therefore of critical importance. In this thesis, I investigated the homeostatic response to acute SD by examining the interplay between 3D chromatin reorganization, transcriptional regulation, and chromatin accessibility in the murine hippocampus. Focusing on pyramidal glutamatergic neurons in the dorsal CA1 region, I uncovered widespread SD-induced changes across all layers of gene regulation. I observed widespread changes in the expression of neuronal genes involved in maintaining excitation–inhibition (E/I) balance, suggesting that SD may disrupt this equilibrium. Changes in chromatin accessibility pointed to a central role for Mef-family transcription factors, neuronal activity-related TFs in the SD response. For the first time, I characterized changes in 3D genome architecture as part of the brain’s adaptive response to sleep loss, revealing extensive structural rearrangements beyond gene expression alone. I further examined the effects of SD in both wild-type mice and homozygous Shank3∆C mutant animals, a model of ASD characterized by chronic sleep problems. My work shows that the Shank3∆C mutation leads to an attenuated SD response, supporting the idea that extended wakefulness might induce an E/I imbalance that may underlie, or exacerbate, the molecular basis of ASD
Offene Wissenschaft kartieren. Status quo von Open-Access-Strategien und Infrastrukturangeboten an deutschen Universitäten und Hochschulen im oa.atlas
No full textDer Beitrag stellt das Angebot des oa.atlas vor und bietet anhand von vier exemplarischen Kategorien Einblicke in den Stand von Open Access an deutschen Universitäten und Hochschulen.The article introduces the oa.atlas service and illustrates the status of Open Access at German universities and higher education institutions using four exemplary categories.Peer Reviewe