Differentiation and extracellular matrix interactions of chondrocytes in response to signaling molecules and biomaterials for cartilage repair = Differenzierung und Interaktionen von Chondrozyten mit der extrazellul��ren Matrix als Reaktion auf Signalmolek��le und Biomaterialien f��r die Wiederinstandsetzung von Knorpel

Chondrocytes live isolated in the voluminous extracellular matrix of cartilage, which they secrete and is neither vascularized nor innervated. Nutrient and waste exchanges occur through diffusion leading to low oxygen tension around the cells. Consequently even normal cartilage under normal physiological conditions suffers from a poor reparative potential that predisposes to degenerative conditions, such as osteoarthritis of the joints, with significant clinical effects.rnOne of the key challenges in medicine is the structural and functional replacement of lost or damaged tissues. Current therapeutical approaches are to transplant cells, implant bioartificial tissues, and chemically induce regeneration at the site of the injury. None of them reproduces well the biological and biomechanical properties of hyaline cartilage.rnThis thesis investigates the re-differentiation of chondrocytes and the repair of cartilage mediated by signaling molecules, biomaterials, and factors provided in mixed cellular cultures (co-culture systems). As signaling molecules we have applied prostaglandin E2 (PGE2) and bone morphogenetic protein 1 (BMP-1) and we have transfected chondrocytes with BMP-1 expressing vectors. Our biomaterials have been hydrogels of type-I collagen and gelatin-based scaffolds designed to mimic the architecture and biochemistry of native cartilage and provide a suitable three-dimensional environment for the cells. We have brought chondrocytes to interact with osteosarcoma Cal 72 cells or with murine preosteoblastic KS483 cells, either in a cell-to-cell or in a paracrine manner.rnExogenous stimulation with PGE2 or BMP-1 did not improve the differentiation or the proliferation of human articular chondrocytes. BMP-1 induced chondrocytic de-differentiation in a dose-dependent manner. Prostaglandin stimulation from gelatin-based scaffolds (three-dimensional culture) showed a certain degree of chondrocyte re-differentiaton. Murine preosteoblastic KS483 cells had no beneficial effect on human articular chondrocytes jointly cultivated with them in hydrogels of type I collagen. Although the hydrogels provided the chondrocytes with a proper matrix in which the cells adopted their native morphology; additionally, the expression of chondrocytic proteoglycan increased in the co-cultures after two weeks. The co-culture of chondrocytes with osteoblast-like cells (in transwell systems) resulted in suppression of the regular de-differentiation program that passaged chondrocytes undergo when cultured in monolayers. Under these conditions, the extracellular matrix of the chondrocytes, rich in type-II collagen and aggrecan, was not transformed into the extracellular matrix characteristic of de-differentiated human articular chondrocytes, which is rich in type-I collagen and versican.rnThis thesis suggests novel strategies of tissue engineering for clinical attempts to improve cartilage repair. Since implants are prepared in vitro (ex-vivo) by expanding human articular chondrocytes (autologous or allogeneic), we conclude that it will be convenient to provide a proper three-dimensional support to the chondrocytes in culture, to supplement the culture medium with PGE2, and to stimulate chondrocytes with osteoblastic factors by cultivating them with osteoblasts.rn

Radiolabeling of defined polymer architectures with fluorine-18 and iodine-131 for ex vivo and in vivo evaluation : visualization of structure-property relationships

Nuclear medicine imaging techniques such as PET are of increasing relevance in pharmaceutical research being valuable (pre)clinical tools to non-invasively assess drug performance in vivo. Therapeutic drugs, e.g. chemotherapeutics, often suffer from a poor balance between their efficacy and toxicity. Here, polymer based drug delivery systems can modulate the pharmacokinetics of low Mw therapeutics (prolonging blood circulation time, reducing toxic side effects, increasing target site accumulation) and therefore leading to a more efficient therapy. In this regard, poly-N-(2-hydroxypropyl)-methacrylamide (HPMA) constitutes a promising biocompatible polymer. Towards the further development of these structures, non-invasive PET imaging allows insight into structure-property relationships in vivo. This performant tool can guide design optimization towards more effective drug delivery. Hence, versatile radiolabeling strategies need to be developed and establishing 18F- as well as 131I-labeling of diverse HPMA architectures forms the basis for short- as well as long-term in vivo evaluations. By means of the prosthetic group [18F]FETos, 18F-labeling of distinct HPMA polymer architectures (homopolymers, amphiphilic copolymers as well as block copolymers) was successfully accomplished enabling their systematic evaluation in tumor bearing rats. These investigations revealed pronounced differences depending on individual polymer characteristics (molecular weight, amphiphilicity due to incorporated hydrophobic laurylmethacrylate (LMA) segments, architecture) as well as on the studied tumor model. Polymers showed higher uptake for up to 4 h p.i. into Walker 256 tumors vs. AT1 tumors (correlating to a higher cellular uptake in vitro). Highest tumor concentrations were found for amphiphilic HPMA-ran-LMA copolymers in comparison to homopolymers and block copolymers. Notably, the random LMA copolymer P4* (Mw=55 kDa, 25% LMA) exhibited most promising in vivo behavior such as highest blood retention as well as tumor uptake. Further studies concentrated on the influence of PEGylation (���stealth effect���) in terms of improving drug delivery properties of defined polymeric micelles. Here, [18F]fluoroethylation of distinct PEGylated block copolymers (0%, 1%, 5%, 7%, 11% of incorporated PEG2kDa) enabled to systematically study the impact of PEG incorporation ratio and respective architecture on the in vivo performance. Most strikingly, higher PEG content caused prolonged blood circulation as well as a linear increase in tumor uptake (Walker 256 carcinoma). Due to the structural diversity of potential polymeric carrier systems, further versatile 18F-labeling strategies are needed. Therefore, a prosthetic 18F-labeling approach based on the Cu(I)-catalyzed click reaction was established for HPMA-based polymers, providing incorporation of fluorine-18 under mild conditions and in high yields. On this basis, a preliminary ��PET study of a HPMA-based polymer ��� radiolabeled via the prosthetic group [18F]F-PEG3-N3 ��� was successfully accomplished. By revealing early pharmacokinetics, 18F-labeling enables to time-efficiently assess the potential of HPMA polymers for efficient drug delivery. Yet, investigating the long-term fate is essential, especially regarding prolonged circulation properties and passive tumor accumulation (EPR effect). Therefore, radiolabeling of diverse HPMA copolymers with the longer-lived isotope iodine-131 was accomplished enabling in vivo evaluation of copolymer P4* over several days. In this study, tumor retention of 131I-P4* could be demonstrated at least over 48h with concurrent blood clearance thereby confirming promising tumor targeting properties of amphiphilic HPMA copolymer systems based on the EPR effect.

Oswald Mathias Ungers: Belvederestra��e 60. Zu einer neuen Archtektur.

La presente Tesi di Dottorato intende affrontare una lettura critica della Casa in Belvederestra��e 60, realizzata dall���architetto Oswald Mathias Ungers (Kaisersesch, 12 luglio 1926 ��� K��ln, 30 settembre 2007), nel 1958-���59 a K��ln-M��ngersdorf, come studio per s�� ed abitazione per la propria famiglia. Questo primo oggetto della ricerca viene considerato evidente espressione delle convinzioni formali e compositive dell���architetto, negli anni Cinquanta e Sessanta. A differenza di altri progetti residenziali coevi ed antecedenti, frutto di un���elaborazione autonoma, la prima casa che costruisce per s�� riflette una maggiore libert�� di pensiero, dettata dalla coincidenza delle figure di progettista e committente; a ci�� si aggiunge anche una precisa volont�� dichiarativa ed ideologica. Proprio quest���ultimo aspetto permette di introdurre il secondo oggetto della Tesi: il manifesto ���ideologico���, Zu einer neuen Architektur, scritto dallo stesso Oswald Mathias Ungers e da Reinhard Gieselmann, alla fine del 1960; un breve testo che espone, con toni perentori ed inappellabili, il punto di vista dei due architetti nei confronti di un panorama architettonico e critico, caratterizzato da una sterilit�� di pensiero dilagante, a causa dell���egemonia costruttiva funzionalista. La ricerca indaga quindi le forti reciprocit�� delle due opere: casa e testo, viste in chiave di ���manifesto scritto e manifesto costruito���. Il primo legame tra i due soggetti �� senza dubbio la concomitanza temporale, (tra il 1958 ed il 1960) associata ad un rapporto causa-effetto, tale per cui il manifesto viene redatto a difesa delle aspre critiche scaturite dalla pubblicazione della casa sulla rivista Bauwelt. Il secondo nesso �� la possibilit�� di comprendere le accezioni effettive dei termini impiegati nella redazione del testo, attraverso le forme di una delle opere maggiormente personali dell���architetto, estraendone il senso e conferendogli un���immagine architettonica. Si vuole creare cos�� un rapporto biunivoco di traducibilit��, dell���architettura nello scritto e della semantica ungersiana in azioni compositive.

Supramolekulare Affinit��tsmaterialien basierend auf (���)-Isosteviol

Der Einsatz von optisch aktiven Elementen im R��ckgrat von Wirtstrukturen erm��glicht die enantiofaciale Differenzierung von Gastmolek��len. In Vorarbeiten wurde die Synthese eines Triphenylenketals basierend auf dem optisch reinen Naturstoff (���)-Isosteviol entwickelt. Aufbauend darauf wurde im Zuge dieser Dissertation ein para-Toluolsulfonamid-funktionalisierter Rezeptor synthetisiert, welcher exzellentes Verhalten als Affinit��tsmaterial in den im Arbeitskreis eingesetzten Quarzmikrowaagen-basierten Sensoren (QMB) aufweist. Im Zuge der Konstruktion einer (���)-Isosteviol-basierten Architektur mit verkleinerter Kavit��t wurde der F��nfring des (���)-Isosteviols (���D-Ring���) in einem mehrstufigen Prozess zu einem sechsgliedrigen Ring erweitert. Eine Ketalisierung ��ber die Ketofunktion am entsprechenden Ring dieser Verbindung lieferte den Grundbaustein f��r die Konstruktion von Triphenylenketalen. Weiterhin wurde die Synthese von Rezeptorstrukturen mit Triptycen-Ger��st in Verbindung mit (���)-Isosteviol beschrieben. Die Kombination verschiedener Ester des (���)-Isosteviol-Diketons mit Hexaammoniumtriptycen-Hexachlorid f��hrte zum Aufbau der Rezeptorarchitekturen in Ausbeuten von bis zu 95%, die entsprechenden Produkte fielen als all-syn- und anti,anti,syn-Isomere an. Beide Isomere zeigten teils exzellentes Verhalten als Affinit��tsmaterialen. Insbesondere in der Detektion kleinster Mengen an Benzol zeigte sich eins dieser Substrate als f��higer als s��mtliche vorher bekannten und getesteten Substanzen. In einem letzten, abschlie��enden Schritt wurde ��ber eine Olefin-Metathese eine K��figstruktur f��r den Einsatz in der Sensorik dargestellt.

Spatial and temporal flower presentation in Apiaceae-Apioideae

Alle Doldengew��chse (Apiaceae), darunter die gr����te, weltweit verbreitete Unterfamilie der Apioideen, weisen in ihren Bl��tenst��nden sehr einheitliche Merkmale auf. Die ���Doppeldolden�� werden aus kleinen, wei��en oder gelben Bl��ten gebildet und von vielen unspezialisierten Insekten besucht. Der uniforme Eindruck, der damit erweckt wird, ist unter Umst��nden ein Grund, dass die zugrundeliegende Morphologie bislang wenig untersucht wurde. Gegenstand der vorliegenden Dissertation ist es daher, die ���verborgene Diversit��t�� im Bl��tenstandsbereich der Apiaceae -Apioideen mit dem Ziel darzustellen, den Einfluss der Architektur der Pflanzen auf die Art der Bl��tenpr��sentation in Raum und Zeit und damit auf das Reproduktionssystem der Art zu ermitteln. Im ersten Kapitel zeigt der Vergleich von neun ausgew��hlten Arten, dass in den selbstfertilen und unspezifisch best��ubten Pflanzen durch Synchronisation und Rhythmik in der Pr��sentation von Bl��ten Fremdbefruchtung gef��rdert wird. Entweder durchlaufen die Pflanzen dabei nur eine getrennte m��nnliche und weibliche Bl��hphase (Xanthoselinum alsaticum) oder der modul��re Bau der Pflanzen f��hrt zu einer Folge m��nnlicher und weiblicher Bl��hphasen (multizyklische Dichogamie). Die Di��zie in Trinia glauca kann in diesem Zusammenhang als eine Trennung der Bl��hphasen auf verschiedengeschlechtliche Individuen gesehen werden. F��r die andromon��zischen Arten wird gezeigt, dass der Anteil funktional m��nnlicher Bl��ten mit steigender Doldenordnung nicht einheitlich zu- oder abnimmt. Dadurch fungieren die Pflanzen zu verschiedenen Zeiten und mit unterschiedlicher St��rke eher als Pollenrezeptoren oder Pollendonatoren. Es wird deutlich, dass das ���uniforme Muster��� der Apioideen mit Dolden verschiedener Ordnungen, dichogamen Bl��ten und deren diversen Geschlechtsausbildungen ein komplexes Raum-Zeit-Gef��ge zur Optimierung des Reproduktionssystems darstellt. Das zweite Kapitel stellt die Ergebnisse von Manipulationsexperimenten (Handbest��ubung, Best��uberabschirmung, Entfernen von Dolden niedriger Ordnung) an Chaerophyllum bulbosum dar, die zeigen, dass das Raum-Zeit-Gef��ge in der Pr��sentation der Bl��ten der Art erlaubt, flexibel auf Umwelteinfl��sse zu reagieren. Es stellt sich heraus, dass mechanische Besch��digungen kaum Einfluss auf den Andromon��ziegrad und prozentualen Fruchtansatz der Individuen nehmen. Grundvoraussetzung der Reaktionsf��higkeit ist wiederum deren modul��rer Bau. Dieser erlaubt es den Pflanzen, zusammen mit dem andromon��ziebedingten Reservoir an - geschlechtlich flexiblen - m��nnlichen Bl��ten, in den sp��ter angelegten Dolden fehlenden Fruchtansatz der Bl��ten fr��h bl��hender Dolden zu kompensieren. Im dritten Kapitel wird eine vergleichende Merkmalsanalyse an 255 Apioideen-Arten vorgelegt, die alle Verwandtschaftskreise, Wuchsformen und Verbreitungsgebiete der Gruppe repr��sentieren. Ziel der Analyse war die Identifizierung von Merkmalssyndromen, die den Zusammenhang zwischen Architektur und Reproduktionssystem verdeutlichen sollten. Interessanterweise sind die einzigen Merkmale, die miteinander einhergehen, Protogynie und die graduelle Abnahme m��nnlicher Bl��ten mit steigender Doldenordnung. Alle anderen Merkmale variieren unabh��ngig voneinander und erzeugen auf vielen verschiedenen Wegen immer wieder das gleiche Funktionsmuster, das als ���breeding syndrome��� der Apioideae gedeutet werden kann. Die Arbeit leistet einen wichtigen Beitrag zum Verst��ndnis der Bl��tenst��nde der Apiaceen und dar��ber hinaus zu morphologischer Variation in ���unspezialisierten��� Reproduktionssystemen. Offensichtlich liegt in den Apioideen der Selektionsdruck auf der Aufrechterhaltung der generalisistischen Best��ubung und ��berpr��gt alle morphologisch-phylogenetischen Merkmalsvarianten.

Charge transport in organic photovoltaic cells

Die vorliegende Dissertation dient dazu, das Verst��ndnis des Ladungstransportes in organischen Solarzellen zu vertiefen. Mit Hilfe von Computersimulationen wird die Bewegung von Ladungstr��gern in organischen Materialien rekonstruiert, und zwar ausgehend von den quantenmechanischen Prozessen auf mikroskopischer Ebene bis hin zur makroskopischen Skala, wo Ladungstr��germobilit��ten quantifizierbar werden. Auf Grundlage dieses skalen��bergreifenden Ansatzes werden Beziehungen zwischen der chemischen Struktur organischer Molek��le und der makroskopischen Mobilit��t hergestellt (Struktur-Eigenschafts-Beziehungen), die zu der Optimierung photovoltaischer Wirkungsgrade beitragen. Das Simulationsmodell beinhaltet folgende drei Schl��sselkomponenten. Erstens eine Morphologie, d. h. ein atomistisch aufgel��stes Modell der molekularen Anordnung in dem untersuchten Material. Zweitens ein H��pfmodell des Ladungstransportes, das Ladungswanderung als eine Abfolge von Ladungstransferreaktionen zwischen einzelnen Molek��len beschreibt. Drittens ein nichtadiabatisches Modell des Ladungstransfers, das ��bergangsraten durch drei Parameter ausdr��ckt: Reorganisationsenergien, Lageenergien und Transferintegrale. Die Ladungstransport-Simulationen richten sich auf die Materialklasse der dicyanovinyl-substituierten Oligothiophene und umfassen Morphologien von Einkristallen, D��nnschichten sowie amorphen/smektischen Mesophasen. Ein allgemeiner Befund ist, dass die molekulare Architektur, bestehend aus einer Akzeptor-Donor-Akzeptor-Sequenz und einem flexiblen Oligomerger��st, eine erhebliche Variation molekularer Dipolmomente und damit der Lageenergien bewirkt. Diese energetische Unordnung ist ungew��hnlich hoch in den Kristallen und umso h��her in den Mesophasen. F��r die Einkristalle wird beobachtet, dass Kristallstrukturen mit ausgepr��gter ��-Stapelung und entsprechend gro��er Transferintegrale zu verh��ltnism����ig niedrigen Mobilit��ten f��hren. Dieses Verhalten wird zur��ckgef��hrt auf die Ausbildung bevorzugter Transportrichtungen, die anf��llig f��r energetische St��rungen sind. F��r die D��nnschichten best��tigt sich diese Argumentation und liefert ein mikroskopisches Verst��ndnis f��r experimentelle Mobilit��ten. In der Tat korrelieren die Simulationsergebnisse sowohl mit gemessenen Mobilit��ten als auch mit photovoltaischen Wirkungsgraden. F��r die amorphen/smektischen Systeme steigt die energetische Unordnung mit der Oligomerl��nge, sie f��hrt aber auch zu einer unerwarteten Mobilit��tsabnahme in dem st��rker geordneten smektischen Zustand. Als Ursache daf��r erweist sich, dass die smektische Schichtung der r��umlichen Korrelation der energetischen Unordnung entgegensteht.

Oberfl��chenstrukturierte amphiphile Polyphenylendendrimere zur Imitation nat��rlicher Transportproteine

In dieser Arbeit werden formstabile, amphiphile, oberfl��chenstrukturierte Polyphenylendendrimere (PPDs) mit verschiedenen Oberfl��chenpolarit��ten beschrieben. Die physikalisch-chemischen Eigenschaften dieser Makromolek��le wurden studiert, welche ein gutes Verst��ndnis der Nanoumgebung amphiphiler PPDs lieferten. Auch lichtinduzierte Polarit��ts��nderung wurde untersucht. Mit dem Konzept einer gleichm����igen Verteilung polarer Bereiche auf der Peripherie hydrophober PPPs gelang es, Transportsysteme f��r Fetts��uren und Zytostatika zu erzeugen, welche charakteristische Merkmale nat��rlicher Transportproteine wie Albumin in sich vereinen. Hierzu z��hlen eine stabile dreidimensionale Form, die Ausbildung von Bindungstaschen sowie eine definierte strukturierte Oberfl��che aus hydrophilen und hydrophoben Bereichen. Die Verf��gbarkeit von lipophilen Bindungstaschen ��bertrifft sogar die des Albumins. Im Gegensatz zu Polymeren kann die Wirkstoffaufnahme bei PPDs exakt bestimmt werden. Die Anpassung der peripheren Gruppen beeinflusst den zellul��ren Aufnahmemechanismus. Es konnten effiziente Zellaufnahmen in A549-Zellen sowie der Transport und die intrazellul��re Freisetzung von Doxorubicin erreicht werden. Manche PPDs bieten eine Gr����e und Architektur, die es erm��glicht, Endothelzellen des Gehirns zu durchdringen. Es wurde auch der andere Extremfall untersucht, indem alle polaren Gruppen auf einer Hemisph��re akkumuliert wurden. Zur Darstellung solcher Janus-Dendrimere wurde ein neues Synthesekonzept herausgearbeitet und die erhaltenen Janus-Dendrimere mittels Lichtstreuung untersucht, wobei definierte perlenschnurartige Aggregate gefunden wurden. Weiterhin wurden semifluorierte Amphiphile vorgestellt, welche die M��glichkeit zur Selbstorganisation durch Nanophasenseparation bieten.

From defined polymer architectures to structure-property relationships in vivo

Makromolekulare Wirkstofftr��gersysteme sind von starkem Interesse bez��glich der klinischen Anwendung chemotherapeutischer Agenzien. Um ihr klinisches Potential zu untersuchen ist es von besonderer Bedeutung das pharmakokinetische Profil in vivo zu bestimmen. Jede Ver��nderung der Polymerstruktur beeinflusst die K��rperverteilung des entsprechenden Makromolek��ls. Aufgrund dessen ben��tigt man detailliertes Wissen ��ber Struktur-Eigenschaftsbeziehungen im lebenden Organismus, um das Nanocarrier System f��r zuk��nftige Anwendungen einzustellen. In dieser Beziehung stellt das pr��klinische Screening mittels radioaktiver Markierung und Positronen-Emissions-Tomographie eine n��tzliche Methode f��r schnelle sowie quantitative Beobachtung von Wirkstofftr��gerkandidaten dar. Insbesondere poly(HPMA) und PEG sind im Arbeitsgebiet Polymer-basierter Therapeutika stark verbreitet und von ihnen abgeleitete Strukturen k��nnten neue Generationen in diesem Forschungsbereich bieten.rnDie vorliegende Arbeit beschreibt die erfolgreiche Synthese verschiedener HPMA und PEG basierter Polymer-Architekturen ��� Homopolymere, Statistische und Block copolymere ��� die mittels RAFT und Reaktivesterchemie durchgef��hrt wurde. Des Weiteren wurden die genannten Polymere mit Fluor-18 und Iod-131 radioaktiv markiert und mit Hilfe von microPET und ex vivo Biodistributionsstudien in tumortragenden Ratten biologisch evaluiert. Die Variation in Polymer-Architektur und darauffolgende Analyse in vivo resultierte in wichtige Schlussfolgerungen. Das hydrophile / lipophile Gleichgewicht hatte einen bedeutenden Einfluss auf das pharmakokinetische Profil, mit besten in vivo Eigenschaften (geringe Aufnahme in Leber und Milz sowie verl��ngerte Blutzirkulationszeit) f��r statistische HPMA-LMA copolymere mit steigendem hydrophoben Anteil. Au��erdem zeigten Langzeitstudien mit Iod-131 eine verst��rkte Retention von hochmolekularen, HPMA basierten statistischen Copolymeren im Tumorgewebe. Diese Beobachtung best��tigte den bekannten EPR-Effekt. Hinzukommend stellen ��berstrukturbildung und damit Polymergr����e Schl��sselfaktoren f��r effizientes Tumor-Targeting dar, da Polymerstrukturen ��ber 200 nm in Durchmesser schnell vom MPS erkannt und vom Blutkreislauf eliminiert werden. Aufgrund dessen wurden die hier synthetisierten HPMA Block copolymere mit PEG Seitengruppen chemisch modifiziert, um eine Verminderung in Gr����e sowie eine Reduktion in Blutausscheidung zu induzieren. Dieser Ansatz f��hrte zu einer erh��hten Tumoranreicherung im Walker 256 Karzinom Modell. Generell wird die K��rperverteilung von HPMA und PEG basierten Polymeren stark durch die Polymer-Architektur sowie das Molekulargewicht beeinflusst. Au��erdem h��ngt ihre Effizienz hinsichtlich Tumorbehandlung deutlich von den individuellen Charakteristika des einzelnen Tumors ab. Aufgrund dieser Beobachtungen betont die hier vorgestellte Dissertation die Notwendigkeit einer detaillierten Polymer-Charakterisierung, kombiniert mit pr��klinischem Screening, um polymere Wirkstofftr��gersysteme f��r individualisierte Patienten-Therapie in der Zukunft ma��zuschneidern.rn

Phylogenomische Untersuchungen zur Aufkl��rung des Metazoa-Stammbaums

Zentrales Thema der Arbeit war die Aufkl��rung von Verwandtschaftsverh��ltnissen im ���Tree of Life��� der vielzelligen Tiere (Metazoa) unter Einsatz gro��er DNA-Sequenzdatens��tze und phylogenomischer Methoden. Zur Untersuchung der internen Phylogenie der Syndermata (= meist freilebende R��dertiere (���Rotifera���) + endoparasitische Kratzw��rmer (Acanthocephala)) sowie ihrer Position im Metazoen-Stammbaum wurden insgesamt sieben neue mitochondriale (mt) Genome sowie neue Transkriptom-Sequenzdaten von sieben verschiedenen Syndermata-Spezies generiert und/oder analysiert. Die Stammbaumrekonstruktionen auf Grundlage dieser sowie orthologer Sequenzen anderer Spezies in Form von phylogenomischen Datens��tzen mit bis zu 82.000 Aminos��urepositionen ergaben folgende Aussagen zur Evolution: (i) Innerhalb der Acanthocephala bilden monophyletische Palaeacanthocephala das Schwestertaxon zu den Eoacanthocephala. Die Archiacanthocephala sind Schwestertaxon zu allen vorgenannten. (ii) Innerhalb der Syndermata bilden die epizoisch lebenden Seisonidea das Schwestertaxon zu den endoparasitischen Acanthocephala (= Pararotatoria), die Bdelloidea sind das Schwestertaxon zu den Pararotatoria (= Hemirotifera) und die Monogononta das Schwestertaxon zu den Hemirotifera. Die klassischen Eurotatoria (= Bdelloidea + Monogononta) sind demnach paraphyletisch. (iii) Innerhalb der Metazoa bilden die Syndermata gemeinsam mit den Gnathostomulida die Gnathifera. Diese sind die Schwestergruppe zu allen anderen Spiralia-Taxa, welche sich in Rouphozoa (= Platyhelminthes + Gastrotricha) sowie die Lophotrochozoa aufspalten. Die Platyzoa (= Gnathifera + Platyhelminthes + Gastrotricha) sind demnach paraphyletisch. Diese phylogenetischen Hypothesen wurden im Hinblick auf ihre Implikationen f��r die Evolution morphologischer und ��kologischer Merkmale interpretiert. Demnach sind w��hrend der Evolution dieser Tiergruppen mehrfach sekund��re Verlustereignisse von komplexen morphologischen Merkmalen aufgetreten (laterale sensorische Organe innerhalb der Acanthocephala und das R��derorgan (Corona) innerhalb der Syndermata), was die Verwendung dieser Merkmale im Sinne einer klassisch-morphologischen Phylogenetik kritisch erscheinen l��sst. Der Endoparasitismus der Acanthocephala hat sich wahrscheinlich ��ber ein epizoisches Zwischenstadium, wie man es heute noch bei den Seisonidea findet, entwickelt. Der letzte gemeinsame Vorfahre der Spiralia war vermutlich klein und unsegmentiert und besa�� keine echte Leibesh��hle (Coelom). Demnach h��tten sich Segmentierung und Coelome innerhalb der Metazoa mehrfach unabh��ngig voneinander (konvergent) entwickelt. Die Arbeit beinhaltete folgende weitere, zum Teil methodische Aspekte: (i) die Analyse der Architektur der mt Genome der Monogononta best��tigte die aberrante Organisation in zwei Subgenomen f��r die Brachionidae. (ii) Eine Pr��fung der Tauglichkeit ribosomaler Proteine f��r molekular-phylogenetische Arbeiten ergab das Vorhandensein widerspr��chlicher phylogenetischer Signale in diesen speziellen Proteinsequenzen. (iii) Es konnte nachgewiesen werden, dass systematische Fehler wie ���long-branch attraction��� bei der Positionierung der Syndermata im Stammbaum der Metazoa eine gro��e Rolle spielen und adressiert werden m��ssen.

Functional poly(phosphoester)s : the olefin metathesis route

Diese Dissertation zeigt zum ersten Mal den Ansatz ges��ttigte und unges��ttigte Poly(Phosphorester) herzustellen, deren Polymerger��st und Seitenketten durch pr��zises Anbring-en von funktionellen und/oder solubilisierenden Gruppen modifiziert werden k��nnen. Durch Kombinieren der Vorteile der Olefinmetathese mit der Vielseitigkeit der Phos-phorchemie, er��ffnet dieser variable Ansatz den Zugang zu einer neuen Klasse unges��ttigter Poly-phosphate. Die zu Grunde liegende Idee ist das ma��geschneiderte Anpassen der Architektur und der Mikrostruktur dieser Polymere. Lineare, verzweigte, markierte und telechele Poly(Phosphorester) k��nnen in gro��em Ma��stab mit hohen Funktionalisierungsgrad hergestellt werden.rnEiner der gr����ten Vorteile dieses Ansatzes ist es, das Polymerr��ckrat modifizieren zu k��nnen, was weder bei der Ring��ffnungs- noch bei klassischen Polymerisationen m��glich ist, bei denen nur eine limitierte Anzahl an Monomeren existieren.rnDie Eigenschaften des Phosphors werden in neue Polymerarchitekturen ��bertragen, was von Nutzen f��r flammenhemmenden Materialen und Anwendung bei Gewebetherapeutika ist. Diese Doktorarbeit f��hrt auch einzigartige Poly(Phosphorester) ein, welche im Feld der Op-toelektronik als Sauerstofff��nger eingesetzten werden k��nnen. Die beschriebenen Synthese-vorschriften k��nnen einfach in gr����eren Ma��stab durchgef��hrt werden und sind vielversprechend f��r industrielle Anwendungen, da unges��ttigte Polyester einen sehr wichtigen Markt repr��sentieren.

LoneStar : Design and evaluation of an energy-efficient, disk-based archival storage system

Bandlaufwerke waren bisher die vorherrschende Technologie, um die anfallenden Datenmengen in Archivsystemen zu speichern. Mit Zugriffsmustern, die immer aktiver werden, und Speichermedien wie Festplatten die kostenma����ig aufholen, muss die Architektur vor Speichersystemen zur Archivierung neu u��berdacht werden. Zuverla��ssigkeit, Integrita��t und Haltbarkeit sind die Haupteigenschaften der digitalen Archivierung. Allerdings nimmt auch die Zugriffsgeschwindigkeit einen erho��hten Stellenwert ein, wenn aktive Archive ihre gesamten Inhalte fu��r den direkten Zugriff bereitstellen. Ein band-basiertes System kann die hierfu��r beno��tigte Parallelita��t, Latenz und Durchsatz nicht liefern, was in der Regel durch festplattenbasierte Systeme als Zwischenspeicher kompensiert wird.rnIn dieser Arbeit untersuchen wir die Herausforderungen und Mo��glichkeiten ein festplattenbasiertes Speichersystem zu entwickeln, das auf eine hohe Zuverla��ssigkeit und Energieeffizienz zielt und das sich sowohl fu��r aktive als auch fu��r kalte Archivumgebungen eignet. Zuerst analysieren wir die Speichersysteme und Zugriffsmuster eines gro��en digitalen Archivs und pra��sentieren damit ein mo��gliches Einsatzgebiet fu��r unsere Architektur. Daraufhin stellen wir Mechanismen vor um die Zuverla��ssigkeit einer einzelnen Festplatte zu verbessern und pra��sentieren sowie evaluieren einen neuen, energieeffizienten, zwei- dimensionalen RAID Ansatz der fu��r ���Schreibe ein Mal, lese mehrfach��� Zugriffe optimiert ist. Letztlich stellen wir Protokollierungs- und Zwischenspeichermechanismen vor, die die zugrundeliegenden Ziele unterstu��tzen und evaluieren das RAID System in einer Dateisystemumgebung.

Arnt van Tricht : Werkkatalog eines Bildhauers am Niederrhein im 16. Jahrhundert

Arnt van Tricht, gest. 1570, unterhielt bis in die sp��ten 50er Jahre des 16. Jahrhunderts, wahrschein-lich aus Antwerpen kommend, in Kalkar am Niederrhein eine sehr erfolgreiche Werkstatt. Die bis dahin vorherrschende sp��tgotische Formensprache der langj��hrig ans��ssigen Bildhauer l��ste er durch die der Renaissance ab, f��hrte jedoch deren Arbeitsfelder und Materialwahl weiter. Arnt van Tricht schuf Arbeiten sowohl religi��ser als auch profaner Natur innerhalb des Gebiets der damals sehr bedeutenden Vereinigten Herzogt��mer Kleve-Mark-J��lich-Berg und Geldern. Seine wohlhabenden Auftraggeber entstammten dem Klerus, der B��rgerschaft und dem Adel.rnIm Rahmen der Arbeit zeigte sich, dass sich f��r den K��nstler die Verlegung der herzoglichen Residenz nach D��sseldorf und der wirtschaftliche Niedergang der Region letztlich st��rker auswirkte als die religi��sen Ver��nderungen durch die Reformation.rnArnt van Tricht schuf die meisten seiner religi��sen Bildwerke f��r die Stiftskirche St. Viktor in Xanten, die durch die B��rgerschaft ausgestattete Pfarrkirche von St. Nicolai in Kalkar und umliegende Gemeinden. Einzelne St��cke sind, wohl ��ber famili��re Verflechtungen vermittelt, in einem weiteren Radius zu finden. Van Tricht arbeitete Schnitzretabel mitsamt ihrer ornamentalen und figuralen Aus-stattung sowie Skulpturen(-gruppen) in Eichenholz. Daneben finden sich im Werk zahlreiche in Sandstein gearbeitete Skulpturen, die teilweise an Pfeilern und Portalen der Kirchen architektur-gebunden sind. Neben diesen rundplastischen Werken schuf Arnt van Tricht eine gro��e Anzahl an steinernen Reliefarbeiten. Hierbei nehmen die ��berwiegend f��r die lokalen Kanoniker gearbeiteten Epitaphien mit biblischem Reliefbild in Ornamentrahmen den gr����ten Teil ein.rnEin zweiter, gleichwertiger Werkkomplex, ��berwiegend in Sandstein gearbeitet, ist profaner Natur und f��llt durch die Gr����e der Auftr��ge ins Gewicht. Arnt van Tricht war an einigen gro�� angelegten Modernisierungsprojekten an Stadth��usern und Kastellen des lokalen Adels besch��ftigt. F��r mehrere aufwendig gestaltete Fassadendekorationen arbeitete er Architekturglieder mit fig��rlicher Darstellung oder Ornament, B��sten und freiplastische Skulpturen. Arnt van Tricht war aber auch an der Aus-gestaltung der Innenr��ume beteiligt. Aufwendig skulptierte und reliefverzierte Kaminverkleidungen stehen dabei neben reduzierteren Arbeiten f��r offensichtlich weniger repr��sentative R��ume. Neben in Eichenholz gearbeiteter Vert��felung schuf Arnt van Tricht h��lzerne figurale Handtuchhalter. Diese zeigen, wie auch die Reliefbilder der Kamine, die dar��ber hinaus Wappen und Portr��ts der Bauherren aufnehmen, eine religi��se oder profane, auch antikisierende Thematik, bei der ein moralisierender Unterton mitschwingt.rnIn dieser Arbeit werden erstmals alle Werkst��cke des K��nstlers zusammengef��hrt dargestellt, so dass ein Werkkatalog mit einem ��berblick ��ber das sehr breit gef��cherte Spektrum des Opus Arnt van Trichts vorliegt. H��ufig durch blo��e Nennung mit Arnt van Tricht in Verbindung gebrachte Arbeiten werden bewertet und die Zu- oder Abschreibung begr��ndet. Auch k��nnen einige St��cke neu zugeschrieben werden.