Sea-floor images during POLARSTERN cruise ANT-XIII/3 to the Weddell Sea, Antarctica

Transects of a Remotely Operated Vehicle (ROV) providing sea-bed videos and photographs were carried out during POLARSTERN expedition ANT-XIII/3 focussing on the ecology of benthic assemblages on the Antarctic shelf in the South-Eastern Weddell Sea. The ROV-system sprint 103 was equiped with two video- and one still camera, lights, flash-lights, compass, and parallel lasers providing a scale in the images, a tether-management system (TMS), a winch, and the board units. All cameras used the same main lense and could be tilted. Videos were recorded in Betacam-format and (film-)slides were made by decision of the scientific pilot. The latter were mainly made under the aspect to improve the identification of organisms depicted in the videos because the still photographs have a much higher optical resolution than the videos. In the photographs species larger than 3 mm, in the videos larger than 1 cm are recognisable and countable. Under optimum conditions the transects were strait; the speed and direction of the ROV were determined by the drift of the ship in the coastal current, since both, the ship and the ROV were used as a drifting system; the option to operate the vehicle actively was only used to avoide obstacles and to reach at best a distance of only approximately 30 cm to the sea-floor. As a consequence the width of the photographs in the foreground is approximately 50 cm. Deviations from this strategy resulted mainly from difficult ice- and weather conditions but also from high current velocity and local up-welling close to the sea-bed. The sea-bed images provide insights into the general composition of key species, higher systematic groups and ecological guilds. Within interdisciplinary approaches distributions of assemblages can be attributed to environmental conditions such as bathymetry, sediment characteristics, water masses and current regimes. The images also contain valuable information on how benthic species are associated to each other. Along the transects, small- to intermediate-scaled disturbances, e.g. by grounding icebergs were analysed and further impact to the entire benthic system by local succession of recolonisation was studied. This information can be used for models predicting the impact of climate change to benthic life in the Southern Ocean. All these approaches contribute to a better understanding of the fiunctioning of the benthic system and related components of the entire Antarctic marine ecosystem. Despite their scientific value the imaging methods meet concerns about the protection of sensitive Antarctic benthic systems since they are non-invasive and they also provide valuable material for education and outreach purposes.

Sea-floor images from ROV transects during POLARSTERN cruise ANT-XVII/3 (EASIZ III) to the Weddell Sea, Antarctica

Transects of a Remotely Operated Vehicle (ROV) providing sea-bed videos and photographs were carried out during POLARSTERN expedition ANT-XVII/3 focussing on the ecology of benthic assemblages on the Antarctic shelf in the South-Eastern Weddell Sea. The ROV-system sprint 103 was equiped with two video- and one still camera, lights, flash-lights, compass, and parallel lasers providing a scale in the images, a tether-management system (TMS), a winch, and the board units. All cameras used the same main lense and could be tilted. Videos were recorded in Betacam-format and (film-)slides were made by decision of the scientific pilot. The latter were mainly made under the aspect to improve the identification of organisms depicted in the videos because the still photographs have a much higher optical resolution than the videos. In the photographs species larger than 3 mm, in the videos larger than 1 cm are recognisable and countable. Under optimum conditions the transects were strait; the speed and direction of the ROV were determined by the drift of the ship in the coastal current, since both, the ship and the ROV were used as a drifting system; the option to operate the vehicle actively was only used to avoide obstacles and to reach at best a distance of only approximately 30 cm to the sea-floor. As a consequence the width of the photographs in the foreground is approximately 50 cm. Deviations from this strategy resulted mainly from difficult ice- and weather conditions but also from high current velocity and local up-welling close to the sea-bed. The sea-bed images provide insights into the general composition of key species, higher systematic groups and ecological guilds. Within interdisciplinary approaches distributions of assemblages can be attributed to environmental conditions such as bathymetry, sediment characteristics, water masses and current regimes. The images also contain valuable information on how benthic species are associated to each other. Along the transects, small- to intermediate-scaled disturbances, e.g. by grounding icebergs were analysed and further impact to the entire benthic system by local succession of recolonisation was studied. This information can be used for models predicting the impact of climate change to benthic life in the Southern Ocean. All these approaches contribute to a better understanding of the fiunctioning of the benthic system and related components of the entire Antarctic marine ecosystem. Despite their scientific value the imaging methods meet concerns about the protection of sensitive Antarctic benthic systems since they are non-invasive and they also provide valuable material for education and outreach purposes.

Mega-epibenthos at Bouvet Island (South Atlantic)

Mega-epibenthic diversity was analysed using a seabed photography at four stations off Bouvet Island and one station at the Spiess Seamount in the South Atlantic. Surprisingly, the intermediate-scale diversity within the area of investigation was not lower compared to that on the Patagonian shelf and only moderately lower than that on the Antarctic continental shelf. This result is incompatible with Mac Arthur and Wilson's Island Biogeography Theory describing species richness as a function of immigration of new species into an area and its extension. The relatively high species number and the very small extension of the Bouvet shelf compared to the much larger continental shelves of the other two areas can be explained by long-range dispersal of marine benthic animals in the Antarctic Circumpolar Current and high habitat heterogeneity. The observed uncoupling of intermediate-scale from large-scale background species diversity on the Antarctic shelf raises the question whether in these benthic systems an upper capacity limit for diversity exists.

Alternatives Linienführungssystem für autonome, fahrerlose Transportsysteme

In modernen Unternehmen zählen fahrerlose Transportsysteme (FTS) zum Stand der Technik. Die am weitesten verbreitete Form solcher Systeme stellen spurgeführte Systeme dar. Durch die jahrzehntelange Entwicklung und den jahrzehntelangen Einsatz gelten solche Systeme als erprobt und robust. Allerdings werden sie, auf Grund minimaler Möglichkeiten auf ihre Umwelt zu reagieren, auch als unflexibel eingestuft. Aus diesem Grund wurde am Institut für Fördertechnik und Logistiksysteme (IFL) ein System entwickelt, welches vorausschauend fahren kann und somit in der Lage ist, in begrenzter Form, auf seine Umgebung zu reagieren.

Étude de l'influence du variant d'histone H2A.Z sur l'organisation des nucléosomes aux enhancers liés par le récepteur alpha de l'oestrogène

L'identité et la réactivité cellulaires sont établies, maintenues et modulées grâce à l'orchestration de programmes transcriptionnels spécifiques. Les éléments régulateurs, des régions particulières de la chromatine responsables de l'activation ou de la répression des gènes, sont au coeur de cette opération. Ces dernières années, de nombreuses études ont révélé le rôle central des « enhancers » dans ce processus. En effet, des centaines de milliers « enhancers » seraient éparpillés dans le génome humain, majoritairement dans sa portion non-codante, et contrairement au promoteur, leur activation varierait selon le type ou l'état cellulaire ou en réponse à une stimulation physiologique, pathologique ou environnementale. Les « enhancers » sont, en quelque sorte, des carrefours où transitent une multitude de protéines régulées par les signaux intra- et extra-cellulaires et un dialogue s'établit entre ces diverses protéines et la chromatine. L'identification des « enhancers ainsi qu'une compréhension de leur mode de fonctionnement sont donc cruciales, tant au plan fondamental que clinique. La chromatine joue un rôle indéniable dans l'activité des éléments régulateurs, tant par sa composition que par sa structure, en régulant, entre autres, l'accessibilité de l'ADN. En effet, l'ADN des régions régulatrices est bien souvent masqué par un nucléosome occlusif, lequel doit être déplacé ou évincé afin de permettre la liaison des protéines régulatrices, notamment les facteurs de transcription (FTs). Toutefois, la contribution de la composition de la chromatine à ce processus reste incomprise. Le variant d'histone H2A.Z a été identifié comme une composante de la chromatine aux régions accessibles, dont des « enhancers » potentiels. Toutefois son rôle y est inconnu, bien que des études récentes suggèrent qu'il pourrait jouer un rôle important dans la structure de la chromatine à ces régions. Par ailleurs, un lien étroit existe entre H2A.Z et la voie de signalisation des oestrogènes (notamment la 17-[beta]-estradiol (E2)). Ainsi, H2A.Z est essentiel à l'expression de plusieurs gènes cibles de l'E2. Les effets de l'E2 sont en partie exercés par un FT, le récepteur alpha des oestrogènes (ER[alpha]), lequel se lie à l'ADN suite à son activation, et ce majoritairement à des « enhancers », et permet l'établissement d'un programme transcriptionnel spécifique. Cette thèse vise à définir le rôle d'H2A.Z aux « enhancers », et plus particulièrement son influence sur l'organisation des nucléosomes aux « enhancers » liés par ER[alpha]. D'abord, mes travaux effectués à l'échelle du génome ont démontré qu'H2A.Z n'est présent qu'à certains ER[alpha]-« enhancers » actifs. Cette particularité a fait en sorte que nous avons pu comparer directement les « enhancers » actifs occupés par H2A.Z à ceux non-occupés, afin de mettre en évidence sa relation à l'environnement chromatinien. Étonnamment, il est apparu qu'H2A.Z n'introduit pas une organisation unique ou particulière des nucléosomes aux « enhancers ». Par ailleurs, nos résultats montrent qu'H2A.Z joue un rôle crucial dans la régulation de l'activité des « enhancers ». En effet, nous avons observé que suite à leur activation par l'E2, les « enhancers » occupés par H2A.Z recrutent l'ARN polymérase II (ARNPII) et produisent un transcrit. Ils recrutent également RAD21, une composante du complexe cohésine impliqué, entre autres, dans des interactions chromosomiques entre « enhancers » et promoteurs. De façon intéressante, nous avons mis en évidence que ces trois évènements, connus pour leur importance dans l'activité des « enhancers », sont dépendants d'H2A.Z. Ainsi, la présence d'H2A.Z à l' « enhancer » pourrait permettre un environnement chromatinien favorable à trois aspects clés de l'activité des « enhancers » : la présence de l'ARNPII, la transcription et la formation d'une boucle d'interaction, et par la suite, de par la proximité « enhancer »-promoteur ainsi créée, augmenter la concentration d'ARNPII à proximité du promoteur favorisant l'expression du gène cible. Un tel rôle central d'H2A.Z dans l'activité d' « enhancers » spécifiques pourrait participer à un mécanisme épigénétique ciblé de la régulation de l'expression des gènes.

Active site engineering for heterogeneous catalysis using emerging nano-structured materials

The growing concern about the depletion of oil has spurred worldwide interest in finding alternative feedstocks for important petrochemical commodities and fuels. On the one hand, the enormous re-serves found (208 trillion cubic feet proven1), environmental sustainability and lower overall costs point to natural gas as the primary source for energy and chemicals in the near future.2 Nowadays the transformation of methane into useful chemicals and liquid fuels is only feasible via synthesis gas, a mixture of molecular hydrogen and carbon monoxide, that is further transformed to methanol or to hydrocarbons under moderate reaction conditions (150-350 °C and 10-100 bar).3 For a major cost reduction and in order to valorize small natural gas sources, either more efficient "syngas to products" catalysts should be produced or the manner in which methane is initially activated should be changed, ideally by developing catalysts able to directly oxidize methane to interesting products such as methanol. On the other hand, from the point of view of CO2 emissions, the use of the re-maining fossil resources will further contribute to global warming. In this scenario, the development of efficient routes for the transformation of CO2 into useful chemicals and fuels would represent a considerable step forward towards sustainability. Indeed, the environmental and economic incen-tives to develop processes for the conversion of CO2 into fuels and chemicals are great. However, for such conversions to become economically feasible, considerable research is necessary. In this lecture we will summarize our recent efforts into the design of new catalytic systems, based on MOFs and COFs, to address these challenges. Examples include the development of new Fe based FTS catalysts, electrocatalysts for the selective conversion of CO2 into syngas, the development of efficient catalysts for the utilization of formic acid as hydrogen storage vector and the development of new enzyme inspired systems for the direct transformation of methane to methanol under mild reaction conditions. References (1) http://www.clearonmoney.com/dw/doku.php?id=public:natural_gas_reserves. (2) Derouane, E. G.; Parmon, V.; Lemos, F.; Ribeiro, F. R. Sustainable Strategies for the Up-grading of Natural Gas: Fundamentals, Challenges, and Opportunities; Springer, 2005. (3) Rofer-DePoorter, C. K. Chemical Reviews. ACS Publications 1981, pp 447–474.

Modelagem da propagação sonora em dutos : abordagem matemática no domínio da frequência e do tempo utilizando transformada de laplace

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Faculdade de Tecnologia, Programa de Pós-graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2016.

Caractérisation structurale de Miz-1 dans le cadre de la répression génique causée par le complexe c-Myc/Miz-1

Résumé : c-Myc est un facteur de transcription (FT) dont les niveaux cellulaires sont dérégulés dans la majorité des cancers chez l’homme. En hétérodimère avec son partenaire obligatoire Max, c-Myc lie préférentiellement les séquences E-Box (CACGTG) et cause l’expression de gènes impliqués dans la biosynthèse des protéines et des ARNs, dans le métabolisme et dans la prolifération cellulaire. Il est maintenant bien connu que c-Myc exerce aussi son potentiel mitogène en liant et inhibant différents FTs impliqués dans l’expression de gènes cytostatiques. Entre autres, c-Myc est en mesure d’inhiber Miz-1, un FT comportant 13 doigts de zinc de type Cys2-His2 (ZFs) impliqué dans l’expression de plusieurs gènes régulateurs du cycle cellulaire comprenant les inhibiteurs de CDK p15[indice supérieur INK4], p21[indice supérieur CIP1] et p57[indice supérieur KIP2]. Plus récemment, il fut démontré qu’en contrepartie, Miz-1 est aussi en mesure de renverser les fonctions activatrices de c-Myc et de prévenir la prolifération de cellules cancéreuses dépendantes de c-Myc. Ces différentes observations ont mené à la suggestion de l’hypothèse intéressante que la balance des niveaux de Miz-1 et c-Myc pourrait dicter le destin de la cellule et a permis d’établir Miz-1 comme nouvelle cible potentielle pour le développement d’agents anti-cancéreux. Malgré le fait que ces deux protéines semblent centrales à la régulation du cycle cellulaire, les mécanismes moléculaires leur permettant de s’inhiber mutuellement ainsi que les déterminants moléculaires permettant leur association spécifique demeurent assez peu documentés pour le moment. De plus, la biologie structurale de Miz-1 demeure à être explorée puisque qu’aucune structure de ses 13 ZFs, essentiels à sa liaison à l’ADN, n’a été déterminée pour l’instant. Les travaux réalisés dans le cadre cette thèse visent la caractérisation structurale et biophysique de Miz-1 dans le contexte de la répression génique causée par le complexe c-Myc/Miz-1. Nous présentons des résultats d’éxpériences in vitro démontrant que Miz-1 interagit avec c-Myc via un domaine contenu entre ses ZFs 12 et 13. De plus, nous démontrons que Miz-1 et Max sont en compétition pour la liaison de c-Myc. Ces résultats suggèrent pour la permière fois que Miz-1 inhibe les activités de c-Myc en prévenant son interaction avec son partenaire obligatoire Max. De plus, ils laissent présager que que Miz-1 pourrait servir de référence pour le développement d’inhibiteurs peptidiques de c-Myc. Finalement, nous avons réalisé la caractérisation structurale et dynamique des ZFs 1 à 4 et 8 à 10 de Miz-1 et avons évalué leur potentiel de liaison à l’ADN. Les résultats obtenus, couplés à des analyses bio-informatiques, nous permettent de suggérer un modèle détaillé pour la liaison spécifique de Miz-1 à son ADN consensus récemment identifié.