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Optimierung von Brennstoffzellen-Hybridfahrzeugen
Get PDFThe limited fossil fuel resources and the environmental concerns associated with burning those fossil fuels lie behind the increasing interest in hydrogen as a clean and sustainable alternative to fossil fuels, and in fuel cells as a clean converter of hydrogen into electrical energy especially in the transportation sector. Fuel cell hybrid vehicles (FCHVs) are characterized by the use of a fuel cell system (FCS) as the main power source and a battery, a supercapacitor or both as an energy storage system (ESS). Hybridizing the FCS with an ESS significantly improves the hydrogen economy, helps downsize the FCS, and resolves the issues related the long start-up time and slow dynamics of the FCS. The existence of multiple power sources in the powertrain gives rise to two important questions: How to coordinate the power contribution of the sources (i.e., power management strategy (PMS)), and how to size these sources in order to exploit the advantages of hybridization.
The goal of this thesis is to develop a comprehensive framework for the optimization of PMS and size of FCHV powertrains. Depending on the type of ESS, three topologies are considered: fuel cell/ battery, fuel cell/ supercapacitor, and fuel cell/ battery/ supercapacitor. The PMS optimization is investigated on two levels; i.e., the vehicle level by simulation and the developed optimization algorithms are then validated on a small-scale test bench.
When the driving cycle is known a priori, the off-line optimal PMS that globally minimizes the hydrogen consumption is calculated by two algorithms, namely, Dynamic Programming (DP) and Pontryagin’s Minimum Principle (PMP), and the two algorithms are compared. It has been found that PMP can be a superior approach for off-line optimization since it requires negligible computation resources without sacrificing the global optimality. The off-line optimal strategy is not real-time capable; hence, real-time strategies are designed and optimized while using the off-line optimal PMS as a benchmark. Special emphasize is put on the inclusion of multiple driving cycles, of different nature, in the optimization of the real-time PMS to increase its robustness.
The sizing of the power sources of fuel cell/ battery and fuel cell/ supercapacitor hybrids considers hydrogen consumption and powertrain cost as two objectives and takes into account the drivability constraints such as top speed, gradeablity and acceleration time. The interesting designs (i.e., FCS size and ESS size), which represent the most efficient trade-off between the objectives, are then extracted and analyzed. The effect of battery aging on the optimal powertrain size is investigated by an Ampere-hour throughput model. It has been found that the battery aging leads to less efficient powertrain designs and the supercapacitor can become a more efficient option in comparison to batteries of poor lifetime.Die begrenzten fossilen Ressourcen und die Umweltsorgen, die mit der Verbrennung dieser fossilen Brennstoffe verbunden sind, stecken hinter dem steigenden Interesse am Wasserstoff als sauberer und nachhaltiger Alternative, und an Brennstoffzellen als sauberen Wandlern des Wasserstoffs in elektrische Energie, vor allem im Verkehrssektor. Ein Brennstoffzellen-Hybridfahrzeug (FCHV) verwendet ein Brennstoffzellensystem (FCS) als eine Hauptenergiequelle und eine Batterie, einen Superkondensator oder beide als Energiespeichersystem (ESS). Hybridisierung des FCS mit einem ESS verringert erheblich den Wasserstoffverbrauch, hilft das FCS zu verkleinern, und behebt das Problem der langen Anlaufzeit und der langsamen Dynamik des FCS. Die Existenz von mehreren Stromquellen im Antriebsstrang wirft zwei wichtige Fragen auf: Wie ist die Leistungsanforderung des Fahrzeugs zwischen den Quellen zu verteilen (d.h. Power-Management-Strategie (PMS)) und wie sind diese Quellen zu dimensionieren, um die Hybridisierung auszunutzen.
Das Ziel dieser Arbeit ist es, einen umfassenden Rahmen für die Optimierung der PMS und Dimensionierung der Brennstoffzellen-basierten hybriden Antriebsstränge zu entwickeln. Abhängig von der Art des ESS werden drei Topologien berücksichtigt: Brennstoffzelle/ Batterie, Brennstoffzelle/ Superkondensator und Brennstoffzelle/ Batterie/ Superkondensator. Die PMS-Optimierung wird auf zwei Ebenen untersucht, und zwar die Fahrzeugebene durch Simulation und die Prüfstandsebene, worauf die entwickelten Optimierungsalgorithmen experimentell validiert werden.
Wenn der Lastzyklus im Voraus bekannt ist, kann die offline optimale PMS, die den Wasserstoffverbrauch global minimiert, berechnet werden. Dazu werden die zwei Algorithmen, Dynamische Programmierung (DP) und Pontryagins Minimumprinzip (PMP), verglichen. Es wurde herausgefunden, dass das PMP ein überlegener Ansatz für die offline-Optimierung sein kann, da es viel weniger Rechenressourcen braucht, ohne die globale Optimalität zu opfern. Die offline optimale Strategie ist nicht echtzeitfähig, und deshalb werden Echtzeit-Strategien entworfen und optimiert, indem die offline optimale PMS als Maßstab verwendet wird. Beim Designen der echtzeitfähigen Strategien werden mehrere Fahrzyklen unterschiedlicher Natur beachtet, um die Robustheit der Strategien zu erhöhen.
Die Dimensionierung der Stromquellen der Brennstoffzelle/ Batterie und Brennstoffzelle/ Superkondensator Hybriden betrachtet den Wasserstoffverbrauch und die Kosten des Antriebsstrangs als zwei Ziele. Es wird dabei die Fahrbarkeit, d.h. Höchstgeschwindigkeit, Steigfähigkeit und Beschleunigungszeit, berücksichtigt. Die interessanten Konfigurationen (FCS-Größe und ESS-Größe), die den effizientesten Kompromiss zwischen den Zielen darstellen, werden dann herausgefunden und analysiert. Die Wirkung der Batteriealterung auf die optimale Antriebsstrang-Größe wird durch ein Ampere-Stunden-Durchsatzmodell untersucht. Es wurde herausgefunden, dass die Batterie-Alterung weniger effiziente Antriebsstrang-Konfigurationen ergibt, und dass der Superkondensator eine effizientere Alternative zur Batterie sein kann, wenn er mit Batterien von schlechter Lebensdauer verglichen wird
Job insecurity and mental health from a spillover-crossover perspective – multilevel modeling of longitudinal dyadic data
Get PDFThe dissertation deals with the relationship between job insecurity and mental health from a spillover-crossover perspective. Intra-individual transmission of job insecurity from one life domain of an individual to another life domain of an individual as well as interindividual transmission of job insecurity across individuals are examined based on theoretical considerations of the Spillover-Crossover Model by Bakker and Demerouti (2013). Longitudinal dyadic data of heterosexual couples living together in one household in Germany between 2002 and 2012 is thereby used to analyze spillover and crossover of job insecurity to mental health as well as different vulnerability of job insecurity for women and men theoretically motivated by the Social Role Theory (Eagly and Wood, 2011). Based on multilevel modeling of longitudinal data and multilevel modeling of dyadic data, a three-step estimation strategy for multilevel modeling of longitudinal dyadic data of job insecurity and mental health within an Over-time Standard Actor-Partner Interdependence Model is developed, estimated and evaluated. The results confirm the intra-individual and the inter-individual transmission of job insecurity. Individuals who suffer from job insecurity on average display a worse mental health status than individuals who do not suffer from job insecurity. In addition, individuals who are in a relationship with partners who suffer from job insecurity on average display a worse mental health status than individuals being in a relationship with partners who do not suffer from job insecurity. A different vulnerability of job insecurity for women and men to the disadvantage of male individuals can be found as well. The results are proofed by including control variables, controlling for temporal asymmetry and considering unobserved heterogeneity and omitted variables. In conclusion, the empirical findings display a wider and more comprehensive consequence of job insecurity than it is identified in previous research until now. Furthermore, a contribution to the methodical approach for longitudinal dyadic data can be made
Funktionelle Auswirkungen von humanem koronarem Aspirat-Plasma: Untersuchungen im Rattenherz-Bioassay
Get PDFDie Implantation eines Stents in das Lumen eines atherosklerotisch stenosierten oder eines atherosklerotisch degenerierten aortokoronaren Venenbypasses verursacht eine Ruptur der atherosklerotischen Plaque. Hierbei werden neben partikulären Bestandteilen auch lösliche Mediatoren freigesetzt, die mit dem Blutstrom in die koronare Zirkulation embolisiert werden. Hier wurden die funktionellen Auswirkungen der löslichen Faktoren auf die koronare Perfusion und myokardiale Kontraktilität im Rattenherz Bio-Assay untersucht
Activation of plasmacytoid dendritic cells in the bone marrow polymicrobial sepsis
No full textSepsis ist eine meist durch Bakterien ausgelöste systemische Infektion. Parallel zu einer hyperinflammatorischen Phase entsteht eine Immunsuppression, die durch eine höhere Anfälligkeit zu sekundären Infektionen gekennzeichnet ist. Vorarbeiten haben gezeigt, dass die Differenzierung von dendritischen Zellen (DC) im Knochenmark (BM) in der frühen Phase der polymikrobiellen Sepsis beeinflusst wird. Dies führt zur Bildung von dysfunktionalen überwiegend IL-10 produzierenden DC, welche die Immunantwort gegen Pathogene hemmen. Die Bildung von dysfunktionalen DC ist dabei assoziiert mit dem Erscheinen von CD11chiMHCII+CD4+DC im BM ab 18 h nach Induktion einer Sepsis in der Maus. Das Ziel dieser Arbeit war, die Ursache für das Erscheinen der CD4+ DC im Knochenmark und die Assoziation mit der Differenzierung von dysfunktionalen DC nach Sepsis zu identifizieren. Dabei sollte geklärt werden, ob die CD4+ DC aus der Peripherie in das BM wandern, im BM maturieren und/oder proliferieren. Zur Bearbeitung der Fragestellung wurde das murine Model der post-septischen Immunsuppression nach zökaler Ligation und Punktion (CLP) verwendet. Die Analyse der Expression von verschiedenen Oberflächenmarkern identifizierte die DC als aktivierte plasmazytoide DC (pDC). Eine Blockade der Chemokinrezeptoren CXCR4 und CCR2, die bekanntlich an der Wanderung der pDC beteiligt sind, verhinderte das Erscheinen der aktivierten pDC im BM nach CLP werden. Des Weiteren zeigte sich auch ex vivo eine reduzierte Dysfunktion von de novo differenzierten Knochenmarkszellen (BMDC) bei Blockade des CCR2. Jedoch konnten weder im Blut noch in der Bauchhöhle pDC nach CLP nachgewiesen werden, die die Theorie einer Wanderung der Zellen in das Knochenmark unterstützt hätten. Der Transfer von Peritonealzellen aus MyD88-/- und aus CXCR4ko Mäusen in das Peritoneum der septischen Wildtyptiere verminderte die pDC Aktivierung im Knochenmark und (im Fall des Transfers von CXCR4 ko Zellen) die Dysfunktion der hieraus generierten BMDC. Zusammenfassend kann man sagen, dass pDC im Knochenmark unter Beteiligung von CXCR4 und CCR2 aktiviert werden, möglicherweise indirekt über Mediatoren die CXCR4- und MyD88-abhängig in der Bauchhöhle freigesetzt werden. Die Aktivierung der pDC im BM scheint die Differenzierung von dysfunktionalen DC und damit die Entstehung der Immunsuppression nach Sepsis zu fördern.Sepsis, a whole-body inflammation is caused mostly by bacterial infection and leads to an enhanced susceptibility to secondary infections due to development of immunosuppression. Preliminary work has shown that the differentiation of dendritic cells (DC) in the BM is modified in the early phase of polymicrobial sepsis and results in the generation of dysfunctional predominantly IL-10 producing- DC which consequently inhibit the immune defense against pathogens. The generation of dysfunctional DC is associated with the appearance of CD11chiMHCII+CD4+DC in the BM from 18 h after CLP. The aim of this project was to identify the correlation between the altered distribution of DC and the development of dysfunctional DC during sepsis and consequently the development of immunosuppression. Main focus was to identify the origin of the CD4+DC which influence the de novo differentiation of DC: are precursors challenged during sepsis and migrate to the BM or are anti-inflammatory DC proliferating in the BM. To address this issue a mouse model of post septic immunosuppression, cecal ligation and puncture (CLP), was used. The analysis of the expression profile of the appearing DC for different markers confirms that the appearing cells are plasmacytoid DC (pDC). pDC migration involves a subset of different chemokine receptors, amongst others CXCR4 and CCR2. CXCR4 and its ligand CXCL12 play an important role in the retention of pDC in the BM and in the attraction of leukocytes to the BM. CCR2 is important in controlling pDC migration during inflammation. The inhibition of CXCR4 or CCR2 results in a reduced appearance of pDC in the BM during sepsis. The maturation of ex vivo cultured BMDC was reduced when CCR2 was blocked.
It was as well possible to reduce the appearance of the pDC when peritoneal exudate cells from CXCR4ko or MyD88-/- mice were transferred into the peritoneal cavity of wildtype mice during sepsis induction. Finally, prevention of the maturation of pDC into the BM after transfer of CXCR4ko PEC counteracted the differentiation of IL-10 secreting BMDC after CLP. In summary, pDC mature in the BM during sepsis which is influenced by CXCR4 and CCR2 as well as the TLR-dependent signaling in the peritoneal cavity. The activation of pDC in the BM seems to influence the generation of dysfunctional DC and as consequence the development of immunosuppression after sepsis
Characterization of a novel radial reactor for a solid oxide fuel cell system with anode off-gas recirculation
No full textThis study is part of a project in which a novel gas processor for a natural gas (NG) fueled solid oxide fuel cell (SOFC) system with a net electric power of 1 kW and anode off-gas recirculation (AOGR) has been developed. The main topic of this work is the experimental characterization of the novel reactor of this gas processor in the form of a prototype. This reactor operates as prereformer and processes NG with the aid of recirculated anode off-gas during SOFC power operation. It has the shape of a hollow cylinder with a volume of approximately 1 l, is of the type radial reactor with centrifugal z-flow and is equipped with two different packages of precious metal wire-mesh catalyst for reforming as well as with an internal electric heater.
The reforming capability of the reactor is investigated in a special reactor test setup. There the reactor is tested as if it would operate within the total SOFC system with AOGR. For the tests it is assumed that the SOFC system runs on CH4 instead of NG. The experiments focus on reactor operation during the startup process of the SOFC system. For this purpose the startup procedure of the SOFC system, especially of the anode gas processor, is derived and a test rig is developed to emulate SOFC system operation with AOGR of the stand-alone prototype. The reactor prototype is equipped with 20 thermocouples to make the internal radial and axial temperature distribution transparent as well as with a differential pressure transducer to study the pressure loss characteristics during reforming. Moreover, the reactor is embedded into heating sleeves for thermal loss compensation. The composition of the product gas is investigated by means of non-dispersive infrared for CO, CO2 and CH4, a thermal conductivity sensor for H2, a paramagnetic sensor for O2 and a dew point mirror together with an absolute pressure sensor for H2O.
Reforming experiments of the startup process cover reactor operation points from an oxygen to carbon ratio (ϕ) of 1.2 to 2.4. At low ϕ air is supplied to the reactor inlet in addition, which is not done at large ϕ. A Monte Carlo simulation is used to evaluate whether the reactor product gas is in equilibrium. The simulation covers the total error chain of the test rig from the gas conditioning system to the gas analysis. The evaluation shows that 23 of the 37 experiments are likely to be in equilibrium and further 13 are close to it with a volume fraction offset of less than ±0.3%.
Besides the startup experiments, sensitivity tests are carried out in terms of volume flow variations at the reactor inlet and temperature variations at the reactor outlet. Furthermore, a long-term test of 75 h duration and some dynamic tests are presented. No catalyst degradation is measurable in the long-term test. A dynamic test shows that mean temperatures of the outer catalyst package above 460 °C are necessary to reach equilibrium at ϕ = 2.4 with AOGR.
The catalytic ignition temperature is investigated in another set of experiments. In these experiments CH4 volume fractions at the reactor inlet ranging from approximately 10 to 30% are covered. The CH4 is supplied together with air which is partly diluted with N2. The measured ignition temperature is between 310 and 360 °C. Reactor operation after ignition shows symmetrical reactor heating-up. Chemical equilibrium is achieved at mean temperatures of the outer catalyst package above 420 °C if 3.2 slpm CH4 and 9.2 slpm air are supplied to the reactor inlet.
Carbon deposits formation, especially at low ϕ when the chemical equilibrium calculation predicts its formation, is checked with an oxidation procedure. Minor carbon deposits can be measured in terms of CO and CO2 but the simultaneously measured O2 consumption does not coincide with this. Further tests indicate that reactor internal oxidation and reduction is the reason for this, most probably due to the active materials of the catalyst.
A pressure loss characterization shows that the pressure losses across the catalyst packages contribute to less than 10% of the total losses of the prototype. When supplying 34 slpm dry air of 22 °C the packages show losses lower than 9 Pa. The measurements coincide with a developed pressure loss model. Furthermore from the pressure loss characterization it can be deduced that the gas flow in radial direction is homogeneously distributed over the whole flow area. Measurements of the residence time distribution of the reactor show neither dead spaces nor channeling. The distribution can be approximated by a cascade of five equal vessels, the tank-in-series model. During SOFC system startup the reactor operates as air preheater using its internal electric heater. The homogeneity of heat input of this internal heater is validated by using an infrared camera in addition to the reactor internal thermocouples.Diese Forschungsarbeit ist Teil eines Projektes in dem ein neuartiger Gasprozessor für ein erdgasbetriebenes Festoxidbrennstoffzellensystem (engl. solid oxide fuel cell system, kurz SOFC System) mit einer elektrischen Nettoleistung von 1 kW und Anodenabgasrezirkulation (engl. anode off-gas recirculation, kurz AOGR) entwickelt wird. Das Hauptthema dieser Arbeit ist die experimentelle Charakterisierung des neuartigen Reaktors dieses Gasprozessors in Form eines Prototyps. Dieser Reaktor arbeitet als Vorreformer und prozessiert Erdgas mittels Anodenabgas während die SOFC elektrische Leistung generiert. Er ist radialen Typs mit zentrifugaler z-Strömung, hat die Form eines Hohlzylinders mit einem Volumen von ungefähr 1 l und ist zur Reformierung mit zwei verschiedenen edelmetallbeschichteten Drahtgitterpaketen sowie einem internen elektrischen Heizer ausgestattet.
Die Reformierversuche werden am autarken Reaktor derart durchgeführt, als ob dieser im SOFC Gesamtsystem mit AOGR betrieben würde. Für diese Versuche wird angenommen, dass das SOFC System mit CH4 anstelle von Erdgas betrieben wird. Der Versuchsschwerpunkt liegt auf dem Reaktorbetrieb während des SOFC Systemstarts. Zu diesem Zweck wird der Startvorgang des Anodengasprozessors abgeleitet und ein Reaktorteststand entwickelt, um den Betrieb des autarken Prototyps in einem SOFC System mit AOGR nachzubilden. Der Reaktor ist mit 20 Thermoelementen ausgestattet, um die reaktorinterne radiale und axiale Temperaturverteilung zu erfassen, sowie mit einem Differenzdruck-Messumformer zur Untersuchung der Druckverlusteigenschaften während des Reformiervorgangs. Zur Kompensation von Wärmeverlusten ist der Reaktor in Heizmatten eingebettet. Die Produktgaszusammensetzungen werden mittels nichtdispersiver Infrarotssensoren hinsichtlich CO, CO2 und CH4, einem Wärmeleitfähigkeitsdetektor für H2, einem paramagnetischen Sensor für O2 und einem Taupunktspiegel gekoppelt mit einem Absolutdrucksensor für H2O untersucht.
Die Reformierversuche des Startvorgangs decken Betriebspunkte des Reaktors mit einem Sauerstoff- zu Kohlenstoffverhältnis (ϕ) von 1,2 bis 2,4 ab. Bei geringem ϕ wird am Reaktoreingang zusätzlich Luft zugeführt, was bei großem ϕ nicht erfolgt. Mit einer Monte Carlo Simulation wird bewertet, ob das Reaktorproduktgas im Gleichgewicht ist. Diese Simulation deckt die komplette Fehlerkette vom Aufbereitungssystem der Reaktoreingangsgase bis zur Gasanalyse ab. Die Bewertung zeigt, dass 23 von 37 Experimente die Wahrscheinlichkeit besitzen im Gleichgewicht zu sein und 13 weitere Experimente dieser Wahrscheinlichkeit mit einer Volumenanteilabweichung kleiner ±0, 3% sehr nahe kommen.
Neben den Versuchen zum Startvorgang werden Experimente mit variierenden Eingangsvolumenströmen, verschiedenen Reaktoraustrittstemperaturen, ein Langzeittest von 75 h sowie einige dynamische Versuche vorgestellt. Während des Langzeittests ist keine Katalysatordegradation messbar. Ein dynamisches Experiment zeigt, dass Temperaturen des äußeren edelmetallbeschichteten Drahtgitterpaketes von über 460 °C nötig sind, um chemisches Gleichgewicht bei ϕ = 2,4 mit AOGR zu erreichen.
Die katalytische Zündtemperatur wird in einer weiteren Versuchsreihe untersucht. Dabei werden CH4-Volumenanteile am Reaktoreintritt von ungefähr 10 bis 30% abgedeckt. Das CH4 wird zusammen mit Luft, die teilweise mit N2 verdünnt ist, zugeführt. Die gemessene Zündtemperatur liegt zwischen 310 und 360 °C. Bei Zufuhr von 3,2 slpm CH4 und 9,2 slpm Luft am Reaktoreintritt zeigt der Reaktor nach der Entzündung einen symmetrischen Aufheizvorgang. Das chemische Gleichgewicht wird ab einer Temperatur des äußeren edelmetallbeschichteten Drahtgitterpaketes von über 420 °C erreicht.
Die Bildung von Kohlenstoffablagerungen insbesondere bei sehr geringem ϕ, bei dem die chemische Gleichgewichtsberechnung deren Bildung voraussagt, wird mit einem speziellen Verfahren der Kohlenstoffoxidation geprüft. Geringfügige Kohlenstoffablagerungen können in Form von CO und CO2 gemessen werden, aber der simultan gemessene Sauerstoffverbrauch entspricht diesem nicht. Weiterführende Versuche belegen eine reaktorinterne Oxidation und Reduktion als Ursache dieser Unstimmigkeit, höchstwahrscheinlich verursacht durch das aktive Material des Katalysators.
Eine Charakterisierung des Druckverlusts zeigt, dass die Katalysatorpakete zu weniger als 10% der gesamten Druckverluste des Prototyps beitragen. Unter Zuführung von 34 slpm trockener Luft mit 22 °C zeigen die Katalysatorpakete Druckverluste geringer 9 Pa. Die Messungen stimmen mit theoretischen Werten eines entwickelten Druckverlustmodells überein. Des Weiteren kann aus der Druckverlustcharakterisierung darauf geschlossen werden, dass der radiale Gasfluss homogen über die gesamte Durchflussfläche verteilt ist. Die Messung der Verweilzeitverteilung des Reaktors zeigt weder Toträume noch Kanalbildung. Die Verweilzeitverteilung kann durch eine ideale Rührkesselkaskade von fünf gleichen Reaktoren angenähert werden. Während des Startvorgangs des SOFC Systems wird der interne elektrische Heizer des Reaktors als Luftvorwärmer eingesetzt. Der homogene Wärmeeintrag des elektrischen Heizers wird mittels Infrarotkamera und der im Inneren des Reaktors angebrachten Thermoelemente bestätigt
Global chromatin changes induced by altered tonicity interferes with DNA damage response signaling and DNA double-strand break repair
No full textThe results of our experiments reveal that global changes in chromatin structure achieved by hypotonic or hypertonic treatment have severe consequences on DDR signaling and DSB repair and thereby endanger genomic stability. Chromatin relaxation by itself results in transient arrest of cells in G2-phase, which might be due to ATM activation. However, in response to IR DDR signaling is reduced in terms of pATM, γH2AX and 53BP1 foci formation. Surprisingly, we still see a strong G2-checkpoint response upon DSB induction, which is dependent on ATR as well as on ATM. Further investigation of upstream signaling of ATM will help to understand these diverse responses mediated by ATM. Since we observe functional DNA end resection in globally relaxed chromatin, an ATR mediated checkpoint response is promoted. However, DSB repair by the main repair pathways is disturbed, as we see less cNHEJ and especially HRR. Also altEJ fails to backup cNHEJ and HRR, but SSA is three-fold increased upon hypotonic treatment. As this is seen in experiments utilizing reporter cell lines, it would be interesting to investigate the response of SSA to chromatin relaxation on IR-induced DSBs. While impairments of faithful DSB repair are seen and in addition only mutagenic DSB repair is functional, the modest effects found in survival are unexpected. However, as continuous hypotonic treatment is toxic to the cells, the adaptation of the protocol to transient treatment explains the small radiosensitizing effect observed. DDR signaling experiments and also measurements of CCP show that effects of global chromatin relaxation mediated by hypotonic treatment are completely reversible. Global chromatin condensation achieved by hypertonic treatment arrests cells in G1-, G2- and M-phase, while it enhances DDR signaling in terms of ATM activation and H2AX phosphorylation in response to IR. However, DSB repair efficiency of all investigated repair pathways is compromised (cNHEJ) or completely abrogated (HRR, altEJ and SSA). This might be explained by nonfunctional DNA end resection upon chromatin condensation, which is necessary for HRR, altEJ and SSA. However, activation of checkpoints may help to maintain genomic stability although DSB repair is inhibited. Chromatin condensation and also DDR signaling is restored when cells are re-incubated in normal cell culture medium, which explains the moderate effects of hypertonic treatment on radiosensitization to killing observed.
Collectively, global changes in chromatin massively perturb responses to DNA damage and risk genomic integrity. The action of hypotonic and hypertonic medium in altering chromatin structure is rather unspecific. Thus, more specific treatments like inhibitors of proteins influencing chromatin structure or genetically modified cell lines with loss-of-proteins that are known to facilitate, for example, chromatin condensation will help to further elucidate the role of chromatin structure in DDR signaling, DSB repair and DSB repair pathway choice.Die Ergebnisse unserer Experimente zeigen, dass globale Veränderungen der Chromatinstruktur, die durch hypotone oder hypertone Behandlung hervorgerufen werden, schwerwiegende Auswirkungen auf die DDR Signalübertragung und die DSB Reparatur haben und somit die genomische Stabilität gefährden.
Chromatinrelaxation allein verursacht ein vorübergehendes Stoppen der Zellen in der G2-Phase, möglicherweise resultierend aus einer ATM Aktivierung. Allerdings ist die DDR Signalübertragung, gemessen an der Bildung von pATM, γH2AX und 53BP1 Foci, nach Bestrahlung reduziert. Überraschenderweise können wir trotzdem eine starke G2-Kontrollpunktaktivierung nach DSB Induktion beobachten, die sowohl von ATR als auch von ATM abhängig ist. Weitere Untersuchungen der Signalübertragungen, die ATM vorausgehen, werden uns helfen diese unterschiedlichen ATM-vermittelten Endpunkte zu verstehen. Die in global relaxiertem Chromatin zu beobachtende, funktionsfähige DNA Resektion ermöglicht eine Kontrollpunktaktivierung durch ATR. Trotzdem ist die DSB Reparatur gestört, wie wir an einer weniger effizienten cNHEJ und vor allem an weniger HRR sehen. Auch altEJ kann die beiden Mechanismen nicht ersetzen; SSA ist dagegen dreifach verstärkt sobald die Zellen hypoton behandelt werden. Dieser Effekt wurde mithilfe von Reporter Zelllinien entdeckt und es wäre interessant auch die Reaktion des SSA auf strahlungsinduzierte DSBs in relaxiertem Chromatin zu untersuchen. Obwohl wir starke Beeinträchtigungen der Hauptreparaturwege beobachten und außerdem nur mutagene DSB Reparatur aktiv ist, sind die geringen Effekte der Chromatinrelaxation auf das Zellüberleben unerwartet. Da die kontinuierliche Behandlung der Zellen mit hypotonem Medium toxisch ist, erklärt die nach Anpassung des Protokolls nur noch vorübergehende Behandlung diese geringen Effekte auf das Überleben nach Bestrahlung. DDR Signalübertragungsexperimente und auch die Messungen des CCP zeigen, dass die Effekte der globalen Chromatinrelaxation, hervorgerufen durch hypotone Behandlung, komplett reversibel sind. Globale Chromatinkondensierung, erzeugt durch hypertone Behandlung, hält die Zellen in der G1-, G2- und M-Phase an, während die DDR Signalübertragung gemessen an der ATM Aktivierung und der H2AX Phosphorylierung nach Bestrahlung verstärkt wird. Jedoch ist die Aktivität aller untersuchten DSB Reparaturwege beeinträchtigt (cNHEJ) bzw. komplett unterbrochen (HRR, altEJ und SSA). Eine mögliche Erklärung könnte sein, dass die DNA Resektion in kondensiertem Chromatin nicht mehr funktioniert, welche aber notwendig für die Reparatur durch HRR, altEJ und SSA ist. Daher könnte die funktionelle Aktivierung der Kontrollpunkte helfen die genomische Stabilität zu bewahren, obwohl die DSB Reparatur inhibiert ist. Chromatinkondensierung und die DDR Signalübertragung wird wiederhergestellt, sobald die Zellen in normalem Zellkulturmedium inkubiert werden. Das könnte ebenfalls eine Erklärung für die nur moderaten Effekte der hypertonen Behandlung auf das Überleben nach Bestrahlung sein. Zusammenfassend stören globale Änderungen der Chromatinstruktur massiv die Reaktionen der Zelle auf DNA-Schadensinduzierung und gefährden somit die genomische Integrität. Die chromatinverändernde Wirkung der hypotonen und hypertonen Medien ist eher unspezifischer Natur. Daher können spezifischere Behandlungen wie zum Beispiel das Nutzen von Inhibitoren bestimmter Chromatin beeinflussender Proteine oder genetisch modifzierte Zelllinien, denen Proteine fehlen, die an der Chromatinkondensierung beteiligt sind, helfen die Rolle der Chromatinstruktur hinsichtlich der DDR Signalübertragung, der DSB Reparatur und der Wahl des Reparaturweges weiter aufzuklären
The role of the receptor tyrosine kinase TrkA in checkpoint activation, DSB repair, and survival of neuroblastoma cell lines
No full textNeuroblastome sind die häufigsten extrakranialen Tumore des Kindesalters. Diese maligne Erkrankung zeichnet sich durch eine extreme Spannweite der Krankheitsverläufe aus, die von spontaner Differenzierung und Tumorregression bis hin zu raschem Progress und infauster Prognose reicht. Hohe Expressionslevel der Rezeptortyrosinkinase TrkA/NTRK1 sind mit einer guten Prognose assoziiert. TrkA/NTRK1-Expression korreliert zudem mit einer höheren Expression des DNA-Reparaturproteins XRCC4 in stabil TrkA/NTRK1-exprimierenden SY5Y Zellen.
Stabil transfizierte SY5Y Zellen mit induzierbarer TrkA/NTRK1-Expression wurden genutzt, um den Effekt dieses Neurotrophin-Rezeptors auf Zellviabilität, Aktivierung von Zellzyklus-Checkpoints und die DNA-Reparaturkapazität in der Strahlenantwort zu analysieren. Hierbei konnte kein Einfluss von TrkA/NTRK1 auf die Reparaturkapazität oder die DNA Reparaturkinetik im Zusammenhang mit ionisierender Bestrahlung festgestellt werden. Jedoch wurde gezeigt, dass die Überexpression von TrkA/NTRK1 eine Defizienz im G2-Kontrollpunkt bei niedrigen (1 Gy) und hohen (4 Gy) Dosen bedingt. Zudem war die Zellviabilität in TrkA/NTRK1-positiven Zellen im Vergleich zu TrkA/NTRK1-negativen Zellen nach Bestrahlung erhöht. TrkA/NTRK1-exprimierende Zellen zeigten außerdem eine signifikant erhöhte Zellviabilität nach PARP1-Inhibition durch Olaparib mit und ohne Bestrahlung mit 2 Gy.
Die häufigste genetische Veränderung beim Neuroblastom, welche nur ein einzelnes Gen betrifft, ist die Amplifikation des MYCN Onkogens. Diese definiert auch den aggressivsten Tumor-Subtyp, der mit gegenwärtigen Mitteln nicht kurativ behandelt werden kann. Die MYCN-Amplifikation ist anti-korreliert zur Expression der Rezeptortyrosinkinase TrkA/NTRK1 und des Zelloberflächen-Glykoproteins CD44, die wiederum mit einer günstigen Prognose und spontaner Tumorregression assoziiert sind. Wir konnten einen direkten Zusammenhang zwischen hohen TrkA/NTRK1-Leveln und der Hochregulation von CD44 in Neuroblastomzellen mit induzierbarer TrkA/NTRK1-Expression zeigen. Dabei wurden die CD44 Spiegel auf mRNA und Proteinebene in Gegenwart und Abwesenheit von aktiviertem TrkA untersucht. Hochregulation von CD44 konnte nur nach TrkA/NTRK1-Aktivierung durch den spezifischen Liganden, Nerve Growth Factor (NGF), gezeigt werden. Zudem ist das MYCN Protein in TrkA/NTRK1-exprimierenden Zellen mit MYCN-Amplifikation runterreguliert. Die Proliferationsrate und die Koloniebildungsfähigkeit sind in TrkA/NTRK1-exprimierenden, MYCN-amplizierten Neuroblastomzellen signifikant erniedrigt.
Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass eine Deregulation der Zellzyklus-Kontrollpunkte und ein verändertes Ansprechen auf Olaparib- in Einklang mit einer Rolle von TrkA/NTRK1 bei der Zellzykluskontrolle stehen. Eine reduzierte Expression von MYCN-Protein in Abhängigkeit vom TrkA/NTRK1-Status zusammen mit verminderter Koloniebildungsfähigkeit und Zellproliferation in MYCN-amplifizierten Neuroblastomzelllinien weist auf eine gegenseitige Interaktion von TrkA/NTRK1 und MYCN hin.Neuroblastoma is the most common extracranial tumor of childhood. It is characterized by extreme courses of the disease ranging from spontaneous regression to rapid progression with infaust outcome. High expression of the receptor tyrosine kinase TrkA/NTRK1 is associated with a favorable outcome in neuroblastoma. TrkA/NTRK1 had been associated with an upregulation of a major factor in non-homologous end-joining (NHEJ), XRCC4, in SY5Y cells stably expressing TrkA/NTRK1. Here, stably transfected SY5Y cells carrying an inducible vector for TrkA/NTRK1 were used to analyze the effect of this neurotrophin receptor on cell viability, checkpoint activation, and the DNA repair capacity of these cells in response to ionizing irradiation.
No differences in DNA repair capacity were found in response to TrkA/NTRK1-expression. However, inducible TrkA/NTRK1 over-expression induced a deficient G2 checkpoint at both low (1 Gy) and high doses (4 Gy) of ionizing radiation. Furthermore, cell viability was increased in TrkA/NTRK1-positive cells post-IR compared to vector control cells. TrkA/NTRK1-positive cells up-regulated PARP1 and showed significantly increased cell viability compared to TrkA/NTRK1-negative controls after PARP1-inhibition by Olaparib with and without irradiation with 2 Gy.
Amplification of the MYCN oncogene is frequently observed in high-stage neuroblastoma, which cannot be treated currently with curative intent. Furthermore, MYCN amplification is inversely correlated to expression of both the neurotrophin receptor TrkA/NTRK1 and the cell surface glycoprotein CD44. We have found a direct link between TrkA/NTRK1 and up-regulation of CD44 using neuroblastoma cells with inducible, ectopic expression of TrkA/NTRK1. CD44 was elevated both on the mRNA and protein level only after induction and activation of TrkA/NTRK1 by its specific ligand, nerve growth factor (NGF). Furthermore, MYCN protein was found down-regulated in response to TrkA/NTRK1-signaling in MYCN-amplified transfectants with inducible TrkA/NTRK1-expression. Additionally, proliferation rates and clonogenic survival were significantly decreased in TrkA/NTRK1-positive, MYCN-amplified neuroblastoma cell lines.
Taken together, checkpoint deregulation and altered Olaparib response suggest a role for TrkA/NTRK1 in cell cycle regulation and checkpoint control. Furthermore, down-regulation of MYCN in response to TrkA/NTRK1-expression together with decreased clonogenic survival and proliferation of MYCN-amplified neuroblastoma cell lines points to an interaction of TrkA/NTRK1 and MYCN, possibly through CD44- and GSK3ß-signaling
Social networking sites as a source of normative information – empirical investigations on social norm perceptions and consequences for offline behavior
No full textSocial networking sites (SNS) provide the opportunity to keep up with friends and acquaintances and to access information about friends’ and peers’ attitudes and behaviors. Owing to their prevalent use, permanent availability, and due to the interconnectedness of different reference groups, they represent a relevant source for the perception of social norms. Building on psychological theories on social influence, social norms, and observational learning, this dissertation empirically investigates the potential of behavioral displays on SNS to shape receivers’ perceived social norms and to influence their behaviors in the offline world.
In a first study, (potential) social influence effects in the context of Facebook use were explored by means of qualitative interviews. Based on the example of alcohol content, the results reveal that the exposure to friends’ behavioral displays on SNS can elicit thoughts about the friends’ behavior, their approval of the displayed behavior, and their expectations. The anticipated effects on users’ own behaviors are small; stronger effects are expected for others. Moreover, several factors, such as the source of a post, or the frequency of exposure to similar posts, were identified that could facilitate the effects from the users’ perspective.
In addition, two experimental studies were conducted to investigate the effects of other persons’ behavioral displays on SNS in a more systematic way for the context of prosocial behavior: Study 2 comprises a laboratory experiment, in which participants were shown either descriptive or injunctive norm cues on prosocial behavior in status updates, in order to investigate, whether the specific norm focus can influence their prosocial behavioral intentions. Moreover, either Facebook friends or unknown peers were presented as a source of the posts. The results show that users who saw injunctive norm cues about prosocial behavior in the status updates of friends had greater volunteering intentions than persons who saw no prosocial norm cues in the posts of friends. However, no significant effect of the normative cues was found for donation intentions. Moreover, effects on the perception and accessibility of prosocial norms were explored, revealing mixed results concerning the accessibility of prosocial norms and no effects on the perception of descriptive and injunctive norms of volunteering for different types of reference groups.
In the third study, the influence of different rates of exposure to prosocial behavioral displays in status updates was investigated by means of a 6-week online experiment with a between-subjects design and a repeated measures approach. Results reveal that individuals who saw a high number of prosocial behavioral displays had a higher perceived ability to perform prosocial behavior than individuals who did not see any prosocial behavioral displays. Moreover, mediation analyses showed that a positive evaluation of the posts could facilitate the impact of a high exposure rate on receivers’ own prosocial behavior and future intent. No effects of the repeated exposure to prosocial behavioral displays in status updates were found on participants’ perceived social norms regarding prosocial behavior.
The present research enhances the knowledge on social norm perceptions and normative influence in the realm of SNS. The findings concerning the impact of behavioral displays in SNS on receivers’ normative perceptions and offline behavioral outcomes are discussed in the light of potential explanatory mechanisms derived from the psychological literature on social norms and social learning.Soziale Netzwerkseiten (SNS) bieten Nutzenden die Möglichkeit, mit Freunden und Bekannten in Kontakt zu bleiben und Informationen über die Einstellungen und Verhaltensweisen von Freunden und Peers zu erhalten. Durch ihre hohe Prävalenz der Nutzung, permanente Verfügbarkeit und durch die soziale Vernetzung verschiedener Bezugsgruppen stellen sie eine relevante Quelle für die Wahrnehmung von sozialen Normen dar. Vor dem Hintergrund psychologischer Theorien zu sozialem Einfluss, sozialen Normen und zum Beobachtungslernen untersucht diese Dissertation das Potenzial von Verhaltensdarstellungen auf SNS wahrgenommene soziale Normen von Rezipienten zu formen und ihr Verhalten in der Offline-Welt zu beeinflussen.
In einer ersten Studie wurden mit Hilfe von qualitativen Interviews (potenzielle) Effekte von sozialem Einfluss im Kontext der Facebook-Nutzung erforscht. Die Ergebnisse zeigen am Beispiel von Alkohol-Darstellungen, dass das Betrachten von Verhaltensdarstellungen von Freunden auf SNS Gedanken über das Verhalten der Freunde, ihre Akzeptanz des dargestellten Verhaltens sowie ihre Erwartungen auslösen kann. Die antizipierten Effekte von Nutzenden auf das eigene Verhalten sind klein; stärkere Effekte werden für andere erwartet. Des Weiteren konnten verschiedene Faktoren, wie die Quelle eines Posts oder die Häufigkeit der Rezeption von ähnlichen Posts, identifiziert werden, die die Effekte aus Sicht der Nutzenden begünstigen können.
Darüber hinaus wurden zwei experimentelle Studien durchgeführt, um die Effekte von Verhaltensdarstellungen anderer Personen auf SNS systematisch für den Kontext von prosozialem Verhalten zu untersuchen: Studie 2 umfasst ein Laborexperiment, in dem den Teilnehmenden implizite deskriptive oder injunktive Norm-Hinweise zu prosozialem Verhalten in Status-Updates gezeigt wurden, um zu prüfen, inwieweit die jeweilige Norm-Fokussierung prosoziale Verhaltensintentionen beeinflussen kann. Zudem wurden als Quelle der Posts entweder Facebook Freunde oder unbekannte Peers präsentiert. Die Ergebnisse zeigen, dass Personen, die injunktive Norm-Hinweise über prosoziales Verhalten in den Status-Updates von Freunden sahen, eine größere Intention hatten, sich freiwillig zu engagieren, als Personen, die keine Hinweise auf prosoziale Normen in den Posts von Freunden sahen. Es wurde jedoch kein signifikanter Effekt für Spendenintentionen gefunden. Außerdem wurde exploriert, inwieweit die Wahrnehmung und die Verfügbarkeit von prosozialen Normen durch Status-Updates mit prosozialen Norm-Hinweisen beeinflusst werden kann, wobei sich gemischte Ergebnisse bezüglich der Verfügbarkeit von prosozialen Normen zeigten und keine Effekte auf die Wahrnehmung von deskriptiven und injunktiven Normen zu freiwilligem Engagement für verschiedene Referenzgruppen gefunden wurden.
In der dritten Studie wurde der Einfluss der Anzahl von Status-Updates mit prosozialen Verhaltensdarstellungen untersucht, die Personen im Rahmen eines 6-wöchigen Experiments mit Between-Subjects Design und einer Wiederholungsmessung sahen. Die Ergebnisse zeigen, dass Personen, die viele prosoziale Verhaltensdarstellungen sahen, ihre Fähigkeit sich prosozial zu verhalten größer einschätzten, als Personen, die keine prosozialen Verhaltensdarstellungen sahen. Darüber hinaus konnten Mediationsanalysen zeigen, dass die Wirkung einer hohen Anzahl von prosozialen Verhaltensdarstellungen auf das eigene prosoziale Verhalten von Rezipienten sowie auf ihre Verhaltensintentionen durch eine positive Bewertung der Posts begünstigt werden könnte. Es wurden keine Effekte der wiederholten Betrachtung von prosozialen Verhaltensdarstellungen in Status-Updates auf die wahrgenommenen Normen der Teilnehmenden hinsichtlich prosozialen Verhaltens gefunden.
Die vorliegende Forschungsarbeit erweitert den Wissensstand zur Wahrnehmung von Normen und zu normativem Einfluss im Bereich sozialer Netzwerkseiten. Die Ergebnisse bezüglich der Wirkung von Verhaltensdarstellungen auf SNS auf die Wahrnehmung von Normen und die Auswirkungen auf Offline-Verhalten werden vor dem Hintergrund potenziell erklärender Mechanismen aus der psychologischen Literatur zu sozialen Normen und sozialem Lernen diskutiert
Changes in gene and miRNA expression after neuroendocrine trans-differentiation of prostate cancer cell line LNCaP
No full textDas Prostatakarzinom ist bei Männern die am häufigsten diagnostizierte Krebserkrankung und wird in späten Stadien mit einer Androgen-deprivierenden Therapie (ADT) behandelt. Eine dauerhafte ADT führt jedoch zu einer neuroendokrinen trans-Differenzierung (NETD) von Prostatakarzinomzellen, welche in vielen Fällen in einem aggressiveren Tumorrezidiv resultiert. Obwohl die Ursache und auch einige wichtige Signalwege der NETD bereits bekannt sind, gibt es aktuell keine Behandlungs-möglichkeiten. Daher müssen weitere Gene identifiziert werden, die während der NETD eine wichtige Rolle spielen, um neue therapeutische Ansätze zu liefern. Des Weiteren wurde bislang die Rolle von miRNAs in der NETD nicht genauer untersucht.
Zunächst wurde ein in vitro Modell der NETD von LNCaP Zellen etabliert, um anschließend ein mRNA und miRNA Expressionsprofil von neuroendokrin (NE)-ähnlichen LNCaP Zellen zu erstellen. Dabei wurde festgestellt, dass nach NETD von LNCaP Zellen sowohl die mRNA als auch die miRNA Expression stark verändert ist. Im Anschluss daran wurden putative Zielgene für deregulierte miRNAs vorhergesagt und die Bindung der miRNA an das Zielgen verifiziert. Dabei konnten AKT3, CCND1 und CREB5 als Zielgene der miR-17 Familie identifiziert werden. Durch die Reduktion der miR-17 Familie nach NETD könnte die induzierte Expression der drei Gene, aufgrund ihrer anti-apoptotischen Wirkung, die Apoptose-Resistenz und Androgen-Unabhängigkeit der NE-ähnlichen LNCaP Zellen erklären. Des Weiteren wurde CPEB1 als Zielgen der reprimierten miR-19a, -301a und-425 identifiziert. Das induzierte Protein CPEB1 leitet neben der Zellseneszenz, in einigen Geweben auch die neuronale Differenzierung ein. Außerdem wurde VEGFC als Zielgen der reprimierten miR-128 identifiziert. VEGFC ist in NE-ähnlichen LNCaP Zellen ebenfalls induziert und stimuliert die Vaskularisierung des Tumors. Zum Schluss wurde der Effekt der miR-17 Familie, sowie miR-19a, -301a und -425 auf LNCaP Zellen mittels verschiedener in vitro Assays untersucht. Dabei konnte festgestellt werden, dass Mitglieder der miR-17 Familie eine tumorsuppressive Wirkung und miR-19a, -301a sowie -425 eine onkogene Wirkung auf LNCaP Zellen haben. Somit konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass nach NETD neben der mRNA, auch die miRNA Expression verändert ist und diese direkte Auswirkungen auf zelluläre Eigenschaften der LNCaP Zellen besitzen.Prostate cancer (PCa) is the most commonly diagnosed cancer in men worldwide and is treated with an androgen deprivating therapy (ADT) in late stages. However, permanent ADT leads to a neuroendocrine trans-differentiation (NETD) of PCa cells, which results in a recurrence of a more aggressive tumor. Although the cause and some important signaling pathways of the NETD are already known, there are no treatment options available jet. Therefore, additional genes must be identified that play a significant role during NETD of PCa cells to provide new therapeutic approaches. Furthermore, the role of miRNAs in the NETD of PCa cells has not been further investigated.
First, an in vitro model of NETD of LNCaP cells was established to subsequently generate an mRNA and miRNA expression profile of neuroendocrine (NE) -like LNCaP cells. After NETD of LNCaP cells both the mRNA and the miRNA expression is stongly altered. Subsequently, putative target genes for deregulated miRNAs were predicted and the binding of miRNA to the target gene was verified. AKT3, CCND1 and CREB5 could be identified as target genes of the miR-17 family. The reduced expression of miR-17 family after NETD of LNCaP cells induced the expression of the three genes, which could explain the apoptosis resistance and androgen independence of NE-like LNCaP cells due to their anti-apoptotic effects. Furthermore, CPEB1 was identified as a target gene of the repressed miR-19a, -301a and -425. In addition to cell senescence, the induced CPEB1 protein also induces neuronal differentiation in several tissues. Furthermore VEGFC was identified as a target gene of the repressed miR-128. VEGFC is also induced in NE-like LNCaP cells and stimulates vascularization of the tumor. Finally, the effect of miR-17 family, as well as miR-19a, -301a, and -425 on LNCaP cells was investigated by various in vitro assays. Members of miR-17 family have a tumor suppressive effect while miR-19a, -301a and -425 have an oncogenic effect on LNCaP cells. In this work it could be shown that NETD of LNCaP cells leads to changes in mRNA and miRNA expression and that these miRNAs have direct effects on cellular properties of LNCaP cells
The hostile media effect 2.0: influences of social networking sites on the (hostile) perception of news content
No full textSocial media platforms like Facebook have become crucial venues for news distribution and news consumption. Given this new form of news presentation, the question inevitably arises of how users perceive and process news in the context of social networking sites. In this regard, a key research question is whether people’s perception of news content is influenced by the environment, platform characteristics, and social information (e.g., user-generated comments or “likes”). As proposed by the hostile media effect, partisans tend to perceive neutral news coverage as biased and hostile. Most of the studies examining this effect have focused on a linear reception (e.g., newspapers, TV) of news. Social media, however, challenge the assumptions of the hostile media effect, as different information types (e.g., a news article and social information, such as user-generated comments) converge and seek the user’s attention. Owing to the increase of politically and civically relevant news content on social media platforms, this dissertation analyzes to what extent a biased and hostile perception of news content occurs on social networking sites. More specifically, the present thesis examines (1) whether people perceive news content on social networking sites as biased, (2) to what extent a friend as source or envoy of news content (e.g., via sharing a post) affects people’s biased perception in contrast to a professional journalistic source (e.g., news service), and (3) whether people’s perception of news content is affected by social information on networking platforms (e.g., user-generated comments, likes).
Based on three empirical studies, people’s perception of news content on social networking sites is examined. The first study analyzes to what extent the environment in which news content is published (social networking site vs. homepage of a news service) as well as the source of the news content has an influence on people’s (biased) perception. An online experiment was conducted using a between-subjects design with four conditions varying the source of a news article (N = 212). Results showed a biased perception of a news article when participants’ personal opinion was considered. However, neither an effect of the environment wherein news content was published nor of the source on the perceived hostility of the news content was found. But, results revealed that the source has an influence on the evaluation of the argumentation of the news content. People who saw the news service post on a social networking site rated the arguments of the article as less right, less fair, and less relevant than did participants who saw a post by a friend, a shared post by a friend authored by a news service, or news content on a news service’s website.
Study 2 examines the influence of the source and reach of news content. To this end, it was analyzed to what extent a wide reach increases people’s perceived hostility and bias of the presented news content. Results of an online experiment using a 2 (source: friend vs. news service) × 3 (reach: low, mid, high) between-subjects design (N = 360) showed that people with an extreme opinion perceived the news content as more biased than did participants with a moderate or low opinion. However, neither an effect of the source nor of reach on participants’ perceived news content hostility was found. In line with previous literature, results, however, showed that participants who reported higher perception of a general media slant (prior beliefs) perceived greater bias and hostility of the presented news content.
The third study investigated the influence of source and user-generated comments below a posting on people’s perception of ostensibly neutral news content. An online experiment using a 2 (source: friend vs. news service) × 4 (comments: pro, contra, mixed, none) between-subjects design was conducted (N = 331). Results showed that under consideration of people’s personal opinion, participants perceived a moderate hostile news content perception. Comments, however, did not influence participants’ hostile news content perception. Nevertheless, different standards (fairness, correctness, relevance of the argumentation of news content) were found to influence people’s perception of news content.
Empirical studies of the present work expand prior research and the state of knowledge by testing the hostile media effect in the context of a social networking site and examining the influence of mechanisms and social information on people’s (biased) perception of news content. Moreover, this work points out potential boundaries as well as new perspectives of the hostile media effect in social networking sites and strives for a systematic conceptualization of a complex phenomenon.Social Media Plattformen wie Facebook sind zentrale Orte für die Verbreitung und den Konsum von Nachrichten geworden. Die Frage, welche sich aufgrund dieser Entwicklung stellt ist, ob sich die Wahrnehmung von Nachrichteninhalten durch die Umgebung sowie Plattform-Charakteristika und soziale Informationen, wie z.B. Nutzer-Kommentare, bei den Konsumentinnen und Konsumenten ändert. Vor allem Anhänger bestimmter Meinungen nehmen oftmals neutrale Berichterstattungen als verzerrt und feindselig gegenüber ihrer eigenen Meinung wahr. Dieses Phänomen ist bekannt als Hostile Media Effekt. Die meisten Studien zu diesem Effekt untersuchten dabei die lineare Rezeption von Nachrichten in klassischen Medien, wie Zeitungen und Zeitschriften oder Fernsehen. Soziale Medien hingegen fordern einige Annahmen des Hostile Media Effekts heraus, da auf diesen Plattformen viele Informationen und unterschiedliche Informationstypen zusammenlaufen (z.B. der Nachrichtenartikel und nutzergenerierte Kommentare), die um die Aufmerksamkeit der Nutzenden konkurrieren. Auf Grundlage der steigenden Menge an politischen und gesellschaftlich relevanten Nachrichteninhalten auf Social Media Plattformen wird in dieser Dissertation analysiert inwiefern die verzerrte und feindselige Wahrnehmung von Nachrichteninhalten in sozialen Netzwerkseiten auftritt. In diesem Zuge wird in der vorliegenden Arbeit betrachtet, (1) ob Personen Nachrichteninhalte auf sozialen Netzwerkseiten als verzerrt wahrnehmen, (2) ob ein/e Freund/in als Quelle oder Bote einer Nachricht (z.B. durch das Posten/Teilen von Nachrichteninhalten) zu einer Verringerung der verzerrten Wahrnehmung im Gegensatz zu einer professionellen journalistischen Quelle (z.B. Nachrichtendienst) führt und (3) ob die Wahrnehmung von Personen durch soziale Informationen (z.B. Nutzerkommentare, „Likes“) auf sozialen Netzwerkseiten beeinflusst wird.
Auf Basis von drei empirischen Studien wurde die Wahrnehmung von Nachrichteninhalten auf sozialen Netzwerkseiten untersucht. Dabei untersuchte die erste Studie (N = 212), inwieweit das Umfeld, in dem eine Nachricht veröffentlicht wird (soziale Netzwerkseite vs. Internetseite eines Nachrichtendienstes) sowie die Quelle einen Einfluss auf die Wahrnehmung eines Nachrichteninhalts hat. Ergebnisse dieses Online-Experiments zeigen, dass Personen Nachrichteninhalte als verzerrt wahrnehmen, wenn ihre persönliche Meinung mit einberechnet wird. Es konnte jedoch kein Effekt der Quelle auf die wahrgenommene Verzerrung und Feindseligkeit des Nachrichteninhalts festgestellt werden. Die Ergebnisse zeigten jedoch, dass die Quelle einen Einfluss auf die Evaluation der Argumentation einer Nachricht hat. Personen, die einen Post eines Nachrichtendienstes auf der sozialen Netzwerkseite sahen, nahmen den Inhalt als weniger richtig, weniger fair und weniger relevant wahr.
Studie 2 fokussierte den Einfluss der Quelle und der Reichweite einer Nachricht und untersuchte, ob eine große Reichweite zu einer stärker wahrgenommenen Verzerrung führt. Ergebnisse eines Online-Experiments mit 360 Teilnehmenden (2 [Quelle: Freund vs. Nachrichtendienst] × 3 [Reichweite: klein, mittel, groß] between-subjects design) zeigten, dass Personen mit einer extremen Meinung zu dem präsentierten Thema den Nachrichteninhalt als stärker verzerrt wahrnahmen als Personen mit einer geringen oder moderaten persönlichen Meinung. Es wurden keine Effekte der Quelle sowie der Reichweite auf die wahrgenommene Verzerrung und Feindseligkeit des Nachrichteninhalts gefunden. Die Ergebnisse zeigten, dass Personen, die generell voreingenommen gegenüber den Medien waren (prior beliefs) und die generelle mediale Berichterstattung als verzerrt wahrnahmen, eine größere Verzerrung und Feindseligkeit des gezeigten Medieninhalts wahrnahmen.
Die dritte Studie untersuchte, welchen Einfluss die Quelle sowie Nutzerkommentare auf die Wahrnehmung von neutralen Nachrichteninhalten haben (N = 331). Ergebnisse eines Online-Experiments (2 [Quelle: Freund vs. Nachrichtendienst] × 4 [Kommentare: pro, contra, gemischt, keine]) zeigten gleichermaßen wie bei Studie 1 und 2, dass unter Einbezug der persönlichen Meinung, Personen eine verzerrte Wahrnehmung hinsichtlich des Nachrichteninhalts wahrgenommen haben. Zudem wurde erkenntlich, dass die Fairness, Korrektheit und Relevanz der Argumentation des Nachrichteninhalts (different standards) die Wahrnehmung von Personen beeinflusst. Kommentare hingegen hatten keinen Einfluss auf die Wahrnehmung des Nachrichteninhalts.
Die empirischen Studien dieser Arbeit erweitern den aktuellen Forschungsstand dahingehend, dass der Hostile Media Effekt in einer sozialen Netzwerkseite untersucht wurde und zudem der Einfluss von sozialen Nutzerinformationen auf die (verzerrte) Wahrnehmung von Personen betrachtet wurde. Darüber hinaus zeigt die vorliegende Arbeit potentielle Grenzen sowie neue Perspektiven des Hostile Media Effekts in sozialen Netzwerkseiten auf und strebt nach einer systematischen Konzeptualisierung eines komplexen Phänomens