On the stepwise and disciplined engineering of adaptive service-oriented applications

Magdeburg, Univ., Fak. für Informatik, Habil.-Schr., 2010

Hypermodelling : next level software engineering with data warehouses

Magdeburg, Univ., Fak. für Informatik, Diss., 2013

Energieeffizienz in Gebäuden durch innovative Gebäudetechnik, Durchgängiges Engineering von Gebäudesystemen

Aufbauend auf den Arbeiten von Prof. Dr. Müller (Hochschule Wismar) wird am Beispiel eines Fachklinikums mit Forschungslaboratorien eine Methode und Struktur der integrierten Planung zur Gebäudetechnik und Gebäudeautomation vorgestellt. Die linear integrierte Planung der HOAI wird aufgelöst in einen auf mehreren Varianten basierenden Planungsablauf, der durch die variablen Kriterien Energieeffizienz und Ökonomie zu einer optimierten Gesamtlösung führt.

Verwendung von Merkmalen im Engineering von Systemen

Magdeburg, Univ., Fak. für Elektrotechnik und Informationstechnik, Diss., 2015

Algorithm engineering for expression dag based number types

Magdeburg, Univ., Fak. für Informatik, Diss., 2015

Einfluss der Gravitation auf humane Chondrozyten : Tissue Engineering des Knorpels

Universität Magdeburg, Univ., Dissertation, 2015

Effects of both ecdysone and the acclimation to low temperature, on growth and metabolic rate of juvenile freshwater crayfish Cherax quadricarinatus (Decapoda, Parastacidae)

Growth, metabolic rate, and energy reserves of Cherax quadricarinatus (von Martens, 1868) juveniles were evaluated in crayfish acclimated for 16 weeks to either 25ºC (temperature near optimum) or 20ºC (marginal for the species). Additionally, the modulating effect of ecdsyone on acclimation was studied. After 12 weeks of exposure, weight gain of both experimental groups acclimated to 25ºC (control: C25, and ecdysone treated: E25) was significantly higher than that of those groups acclimated to 20ºC (C20 and E20). A total compensation in metabolic rate was seen after acclimation from 25ºC to 20ºC; for both the control group and the group treated with ecdysone. A Q10value significantly higher was only observed in the group acclimated to 20ºC and treated with ecdysone. A reduction of glycogen reserves in both hepatopancreas and muscle, as well as a lower protein content in muscle, was seen in both groups acclimated to 20ºC. Correspondingly, glycemia was always higher in these groups. Increased lipid levels were seen in the hepatopancreas of animals acclimated to 20ºC, while a higher lipid level was also observed in muscle at 20ºC, but only in ecdysone-treated crayfish.

National Aquaculture Development Plan / prepared by the Joint Subcommittee on Aquaculture of the Federal Coordinating Council on Science, Engineering and Technology.

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Metabolic profiles of countries and ecological distribution conflicts.

"Social metabolism" is a notion that links up the natural sciences and the social sciences, and also human history. Work has been done by some groups in Europe in order to operationalize the old idea of looking at the economy from the point of view of "social metabolism". This paper is an attempt to consider the links between each society’s characteristic metabolic profile and the ecological distribution conflicts, at different scales (international, national, regional).

Resum de la tasca realitzada al Center Biomedical Engineering (CBE) del Massachussets Institute of Technology (MIT). Juliol-Agost 2005

Estudi elaborat a partir d’una estada al Center Biomedical Engineering (CBE) del Massachussets Institute of Technology (MIT), durant els mesos de juliol i agost del 2005. S’investiga una metodologia amb l’objectiu d’obtenir biomaterials que puguin actuar de bastida en la interfície os/cartílag, afavorint la diferenciació i creixement cel·lular de cartílag ossificat que pugui actuar d’unió entre l’articulació i l’os. S’experimenta una metodologia per a establir quins són els péptids afavoridors de la formació de teixit ossi utilitzats en materials d’hidroxiapatita. Es conclou que la tecnologia desenvolupada permet disposar d’una plataforma per assajar l’estudi del signaling sobre cèl·lules embrionàries, que permeti desenvolupar materials amb més capacitat diferenciadora.

Thermal tests on the LISA pathfinder engineering model

Report for the scientific sojourn carried out at Albert Einstein Institut in Germany, from April to July 2006.

Development of metabolic labeling strategies to study changes in protein expression

Résumé : Les progrès techniques de la spectrométrie de masse (MS) ont contribué au récent développement de la protéomique. Cette technique peut actuellement détecter, identifier et quantifier des milliers de protéines. Toutefois, elle n'est pas encore assez puissante pour fournir une analyse complète des modifications du protéome corrélées à des phénomènes biologiques. Notre objectif était le développement d'une nouvelle stratégie pour la détection spécifique et la quantification des variations du protéome, basée sur la mesure de la synthèse des protéines plutôt que sur celle de la quantité de protéines totale. Pour cela, nous volions associer le marquage pulsé des protéines par des isotopes stables avec une méthode d'acquisition MS basée sur le balayage des ions précurseurs (precursor ion scan, ou PIS), afin de détecter spécifiquement les protéines ayant intégré les isotopes et d'estimer leur abondance par rapport aux protéines non marquées. Une telle approche peut identifier les protéines avec les plus hauts taux de synthèse dans une période de temps donnée, y compris les protéines dont l'expression augmente spécifiquement suite à un événement précis. Nous avons tout d'abord testé différents acides aminés marqués en combinaison avec des méthodes PIS spécifiques. Ces essais ont permis la détection spécifique des protéines marquées. Cependant, en raison des limitations instrumentales du spectromètre de masse utilisé pour les méthodes PIS, la sensibilité de cette approche s'est révélée être inférieure à une analyse non ciblée réalisée sur un instrument plus récent (Chapitre 2.1). Toutefois, pour l'analyse différentielle de deux milieux de culture conditionnés par des cellules cancéreuses humaines, nous avons utilisé le marquage métabolique pour distinguer les protéines d'origine cellulaire des protéines non marquées du sérum présentes dans les milieux de culture (Chapitre 2.2). Parallèlement, nous avons développé une nouvelle méthode de quantification nommée IBIS, qui utilise des paires d'isotopes stables d'acides aminés capables de produire des ions spécifiques qui peuvent être utilisés pour la quantification relative. La méthode IBIS a été appliquée à l'analyse de deux lignées cellulaires cancéreuses complètement marquées, mais de manière différenciée, par des paires d'acides aminés (Chapitre 2.3). Ensuite, conformément à l'objectif initial de cette thèse, nous avons utilisé une variante pulsée de l'IBIS pour détecter des modifications du protéome dans des cellules HeLa infectée par le virus humain Herpes Simplex-1 (Chapitre 2.4). Ce virus réprime la synthèse des protéines des cellules hôtes afin d'exploiter leur mécanisme de traduction pour la production massive de virions. Comme prévu, de hauts taux de synthèse ont été mesurés pour les protéines virales détectées, attestant de leur haut niveau d'expression. Nous avons de plus identifié un certain nombre de protéines humaines dont le rapport de synthèse et de dégradation (S/D) a été modifié par l'infection virale, ce qui peut donner des indications sur les stratégies utilisées par les virus pour détourner la machinerie cellulaire. En conclusion, nous avons montré dans ce travail que le marquage métabolique peut être employé de façon non conventionnelle pour étudier des dimensions peu explorées en protéomique. Summary : In recent years major technical advancements greatly supported the development of mass spectrometry (MS)-based proteomics. Currently, this technique can efficiently detect, identify and quantify thousands of proteins. However, it is not yet sufficiently powerful to provide a comprehensive analysis of the proteome changes correlated with biological phenomena. The aim of our project was the development of ~a new strategy for the specific detection and quantification of proteomé variations based on measurements of protein synthesis rather than total protein amounts. The rationale for this approach was that changes in protein synthesis more closely reflect dynamic cellular responses than changes in total protein concentrations. Our starting idea was to couple "pulsed" stable-isotope labeling of proteins with a specific MS acquisition method based on precursor ion scan (PIS), to specifically detect proteins that incorporated the label and to simultaneously estimate their abundance, relative to the unlabeled protein isoform. Such approach could highlight proteins with the highest synthesis rate in a given time frame, including proteins specifically up-regulated by a given biological stimulus. As a first step, we tested different isotope-labeled amino acids in combination with dedicated PIS methods and showed that this leads to specific detection of labeled proteins. Sensitivity, however, turned out to be lower than an untargeted analysis run on a more recent instrument, due to MS hardware limitations (Chapter 2.1). We next used metabolic labeling to distinguish the proteins of cellular origin from a high background of unlabeled (serum) proteins, for the differential analysis of two serum-containing culture media conditioned by labeled human cancer cells (Chapter 2.2). As a parallel project we developed a new quantification method (named ISIS), which uses pairs of stable-isotope labeled amino acids able to produce specific reporter ions, which can be used for relative quantification. The ISIS method was applied to the analysis of two fully, yet differentially labeled cancer cell lines, as described in Chapter 2.3. Next, in line with the original purpose of this thesis, we used a "pulsed" variant of ISIS to detect proteome changes in HeLa cells after the infection with human Herpes Simplex Virus-1 (Chapter 2.4). This virus is known to repress the synthesis of host cell proteins to exploit the translation machinery for the massive production of virions. As expected, high synthesis rates were measured for the detected viral proteins, confirming their up-regulation. Moreover, we identified a number of human proteins whose synthesis/degradation ratio (S/D) was affected by the viral infection and which could provide clues on the strategies used by the virus to hijack the cellular machinery. Overall, in this work, we showed that metabolic labeling can be employed in alternative ways to investigate poorly explored dimensions in proteomics.

Genome-wide association study of metabolic traits reveals novel gene-metabolite-disease links.

Metabolic traits are molecular phenotypes that can drive clinical phenotypes and may predict disease progression. Here, we report results from a metabolome- and genome-wide association study on (1)H-NMR urine metabolic profiles. The study was conducted within an untargeted approach, employing a novel method for compound identification. From our discovery cohort of 835 Caucasian individuals who participated in the CoLaus study, we identified 139 suggestively significant (P<5×10(-8)) and independent associations between single nucleotide polymorphisms (SNP) and metabolome features. Fifty-six of these associations replicated in the TasteSensomics cohort, comprising 601 individuals from São Paulo of vastly diverse ethnic background. They correspond to eleven gene-metabolite associations, six of which had been previously identified in the urine metabolome and three in the serum metabolome. Our key novel findings are the associations of two SNPs with NMR spectral signatures pointing to fucose (rs492602, P = 6.9×10(-44)) and lysine (rs8101881, P = 1.2×10(-33)), respectively. Fine-mapping of the first locus pinpointed the FUT2 gene, which encodes a fucosyltransferase enzyme and has previously been associated with Crohn's disease. This implicates fucose as a potential prognostic disease marker, for which there is already published evidence from a mouse model. The second SNP lies within the SLC7A9 gene, rare mutations of which have been linked to severe kidney damage. The replication of previous associations and our new discoveries demonstrate the potential of untargeted metabolomics GWAS to robustly identify molecular disease markers.