Entwicklung einer online Kopplungsmethode von GC mit ECD- und ICPMS-Detektion zur Bestimmung biogener leichtflüchtiger bromierter und iodierter Kohlenwasserstoffe in Meerwasser und der Atmosphäre

In dieser Arbeit wurde ein zweidimensionales Kopplungssystem zur Bestimmung von leichtflüchtigen bromierten und iodierten Kohlenwasserstoffen (LHKW) in Wasser- und Luftproben entwickelt. Hierzu wurde ein Gaschromatograph mit einem Elektroneneinfangdetektor (ECD) on-line an ein elementselektives induktiv gekoppeltes Plasma-Massenspektrometer (ICPMS) gekoppelt. Dieses extrem nachweisstarke Analysensystem ermöglicht eine simultane Identifizierung unbekannter und koeluierender Peaks sowie eine vereinfachte Quantifizierung mittels ICPMS. Beim Vergleich des GC-ECD-ICPMS-Kopplungssystem mit den herkömmlichen Detektionsmethoden wie dem Massenspektrometer mit Elektronenstoss-Ionisation und dem Atomemissionsdetektor mit mikrowelleninduziertem Plasma schnitt das neu entwickelte Kopplungssystem ausgezeichnet ab. Für die Isolierung der LHKW aus Meerwasserproben wurde die Purge und Trap Technik verwendet, Luftproben wurden durch Besaugung auf Adsorptionsmaterial angereichert. Im Rahmen des BMBF-Teilprojektes ReHaTrop/AFOHAL wurden im August 2001 und im April/Mai 2002 an der Deutschen Nordseeküste Probenahmen durchgeführt. Die Konzentrationen der Wasserproben lagen im Bereich von 0,1-158 ng L-1, die der Luftproben im Bereich von 0,01-470 pptv. Die Messungen bestätigen die wichtige Rolle von Makroalgen im Zusammenhang mit der Produktion von halogenierten Kohlenwasserstoffen. Die Konzentration der iodierten und bromierten Kohlenwasserstoffe war immer höher in Proben, die direkten Kontakt mit Makroalgen hatten. Inkubationsexperimente zeigen für verschiedene braune und grüne Makroalgen individuelle „Fingerprints“ der biogenen LHKW-Produktion. Bei den Messungen an der Nordseeküste wurden Abhängigkeiten zwischen den LHKW und meteorologischen Parametern gefunden.

Eigenschaftskorrelationen in kolloidalen Festkörpern und Fluiden aus optischen Experimenten

Die Arbeit beschäftigt sich mit ein- und zweikomponentigen, geladenen Kolloidsystemen, die in vollentsalzten wässrigen und organischen Dispersionen kristalline Strukturen ausbilden. Im ersten Teil der Arbeit wird die Wechselwirkung der Kolloide mit verschiedenen Methoden charakterisiert. Dabei zeigten sich quantitative Übereinstimmungen zwischen den Resultaten aus Zellenmodellrechnungen und aus elektrokinetischen Messungen einerseits und Messungen des Phasenverhaltens und der Elastizität andererseits. Diese nunmehr gut gesicherten Diskrepanzen und Korrelationen bedürfen des theoretischen Verständnisses. Im zweiten Teil der Arbeit wurde das Erstarrungsverhalten kolloidaler Scherschmelzen in den kristallinen Zustand mit (zeitaufgelöster) statischer Lichtstreuung und mikroskopischen Methoden untersucht. Dies erlaubte zunächst die kritische Überprüfung klassischer Modelle zur Kristallisationskinetik (Wilson- Frenkel- Gesetz, klassische Nukleationstheorie, Kolmogorov- Johnson- Mehl- Avrami (KJMA)- Modell). Es zeigte sich, dass diese Modelle gut geeignet sind die Verfestigung auch geladener kolloidaler Schmelzen zu beschreiben, wenn die diffusive Einteilchendynamik korrekt berücksichtigt wird. Erstmals wurden Oberflächenspannungen zwischen Kristallkeim und Schmelze für geladene Systeme bestimmt, die im Gegensatz zu Hartkugel- Systemen eine lineare Zunahme mit der Partikelkonzentration aufweisen. Der Methodenpark und die Auswerteverfahren wurden sodann auf binäre kolloidale Mischungen übertragen. Entsprechend den Einzelkomponenten kristallisieren alle Mischungen in einer kubischen Struktur. Leitfähigkeitsmessungen und Elastizität stehen meist im Einklang mit der Nukleation zufallsgeordneter Substitutionskristalle. Für mehrere Proben mit unterschiedlichen Größenverhältnissen wurde mit statischer Lichtstreuung der Einfluss der Komposition und der Partikelkonzentration auf das Nukleationsverhalten untersucht. Im Allgemeinen wurde das Nukleationsszenario einkomponentiger Systeme mit einigen unerwarteten, quantitativen Unterschieden reproduziert. Für eine Probe, die eine Kompositionsordnung andeutet, wurden interessante Korrelationen zwischen der Nukleationskinetik und den Eigenschaften des resultierenden Festkörpers gefunden.

Untersuchung zum Einfluss der ACD-CPR mit während der Dekompressionsphase blockiertem Gasfluss (ITD) im Vergleich zur Standard-Reanimationstechnik auf die Kurzzeit-Überlebensrate von Patienten mit präklinisch aufgetretenem Herzkreislaufstillstand

Untersuchung zum Einfluss der ACD-CPR (Aktive Kompressions- Dekompressions-Reanimation) mit während der Dekompressionsphase blockiertem Gasfluss (Impedance-Threshold-Device) im Vergleich zur Standardreanimationsrechnik auf die Kurzzeit-Überlebensrate von Patienten mit präklinisch aufgetretenem Herzkreislaufstillstand. Die Studie vergleicht die ACD-ITD-CPR gegen die Standard-CPR bei Patienten mit präklinischem Herkreislaufstillstand. Primär untersuchter Parameter war die Ein-Stunden-Überlebensrate nach Krankenhausaufnahme. Sekundär wurden die Tastbarkeit eines Pulses unter CPR, die Wiederkehr des Spontankreislaufs (ROSC), die Rate an Krankenhausaufnahmen, 24-Stunden-Überleben und Krankenhausentlassungen untersucht. Außerdem wurde das neurologische Outcome evaluiert. Die Studie fand in Mainz statt; Mainz bietet sich für die Durchführung notfallmedizinischer Studien in besonderem Maße an. Der Rettungsdienst der Stadt arbeitet nach dem in Deutschland üblichen zweigliedrigen System mit RA/RS auf RTWs und NA auf NAW/NEF. Die Studie wurde nach einer fünfmonatigen Pilotphase und extensivem Training beider Verfahren durchgeführt. Zusätzlich bestanden bei einigen der Beteiligten schon Erfahrungen mit ACD-CPR. Es ergaben sich signifikante Vorteile der ACD-ITD-CPR gegenüber der Standard-CPR hinsichtlich des primär untersuchten Parameters (51% vs. 32% p=0,006), außerdem statistisch auffällige Vorteile hinsichtlich der Pulstastbarkeit unter CPR (85% vs. 69%, p=0,008), der Wiederkehr des Spontankreislaufs (55% vs. 37%, p=0,016), der Rate der Krankenhausaufnahmen (52% vs. 36%, p=0.023) und des 24-Stunden-Überlebens (37% vs. 22%, p=0,033). Es ergaben sich keine statistisch auffälligen Unterschiede hinsichtlich der Rate an Krankenhausentlassungen und im neurologischen Outcome. Die Ergebnisse lassen den Schluss zu, dass die ACD-ITD die Kurzzeitüberlebensrate der Patienten mit außerklinischem Herzkreislaufstillstand verbessern kann. Eine Voraussetzung hierfür ist eine ausreichende und andauernde Ausbildung der beteiligten Helfer und/oder die Verfügbarkeit technisch verbesserter Lösungen. Weitere Untersuchungen zum Einfluss auf die Langzeitüberlebensraten und das neurologische Outcome scheinen angezeigt.

La razionalizzazione del trasporto merci su strada

Il presente lavoro, senza alcuna pretesa di esaustività, ha inteso ricostruire il quadro normativo relativo alla disciplina dell’autotrasporto merci su strada. In primis, ci si è soffermata sugli aspetti generali del settore, approfondendo, in seguito, la normativa europea e nazionale. Tale excursus, ha permesso di riscontrare i molteplici interventi legislativi susseguitisi in ambito di regolamentazione dell’autotrasporto merci su strada, evidenziando i passaggi più significativi in tema di riordino della disciplina. Si è pertanto proceduto all’analisi del primo importante intervento legislativo del settore, intercorso ad opera della Legge n. 298/1974, disciplinante gli aspetti di natura pubblicistica del settore. Tale provvedimento, ha un apposito Albo Nazionale per gli autotrasportatori di merci per conto terzi, identificando i requisiti necessari per l’accesso al mercato e l’esercizio della professione di autotrasportatore di cose in conto terzi. Importati novità vengono introdotte con il D.lgs. 286/2005, provvedimento che ha portato al raggiungimento del processo di liberalizzazione del mercato. Successivamente si è proceduto a riscontrare l’intensa produzione normativa, posta a regolamentazione del settore, che nella ricerca di un equilibrio tra esigenze di mercato e corretto esercizio dell’attività di autotrasporto, si propone di addivenire al raggiungimento degli obiettivi comunitari di armonizzazione della disciplina e qualificazione del settore dell’autotrasporto. Significativi, in tal senso, i recenti interventi di riforma posti in essere con il “Pacchetto comunitario del 21 ottobre 2009” ( Regolamento (CE) 1071/2009 e Regolamento (CE) 1072/2009. Da ultimo, al fine di verificare le eventuali debolezze del sistema normativo vigente, in relazione al raggiungimento degli obiettivi comunitari suesposti, si è ritenuto di indirizzare la ricerca verso un’attenta valutazione dell’efficienza dei modelli di trasporto merci su strada, verificandone l’impatto in termini di maggior incidenza sui costi esterni derivanti dal trasporto. A tal proposito, particolare attenzione è stata rivolta anche alla disciplina del trasporto in conto proprio.

On the inheritance and mechanism of baculovirus resistance of the codling moth, Cydia pomonella (L.)

Das Cydia pomonella Granulovirus (CpGV, Baculoviridae) wird seit Ende der 1980er Jahre als hoch-selektives und effizientes biologisches Bekämpfungsmittel zur Kontrolle des Apfelwicklers im Obstanbau eingesetzt. Seit 2004 wurden in Europa verschiedene Apfelwicklerpopulationen beobachtet die resistent gegenüber dem hauptsächlich angewendeten Isolat CpGV-M aufweisen. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Untersuchung der Vererbung und des Mechanismus der CpGV Resistenz. Einzelpaarkreuzungen zwischen einem empfindlichen Laborstamm (CpS) und einem homogen resistenten Stamm (CpRR1) zeigten, dass die Resistenz durch ein einziges dominantes Gen, das auf dem Z-Chromosom lokalisiert ist, vererbt wird. Massernkreuzungen zwischen CpS und einer heterogen resistenten Feldpopulation (CpR) deuteten zunächst auf einen unvollständig dominanten autosomalen Erbgang hin. Einzelpaarkreuzungen zwischen CpS und CpR bewiesen jedoch, dass die Resistenz in CpR ebenfalls monogen dominant und geschlechtsgebunden auf dem Z-Chromosom vererbt wird. Diese Arbeit diskutiert zudem die Vor- und Nachteile von Einzelpaarkreuzungen gegenüber Massernkreuzungen bei der Untersuchung von Vererbungsmechanismen. Die Wirksamkeit eines neuen CpGV Isolates aus dem Iran (CpGV-I12) gegenüber CpRR1 Larven, wurde in Bioassays getestet. Die Ergebnisse zeigen, dass CpGV-I12 die Resistenz in allen Larvenstadien von CpRR1 brechen kann und fast so gut wirkt wie CpGV-M gegenüber CpS Larven. Daher ist CpGV-I12 für die Kontrolle des Apfelwicklers in Anlagen wo die Resistenz aufgetreten ist geeignet. Um den der CpGV Resistenz zugrunde liegenden Mechanismus zu untersuchen, wurden vier verschiedene Experimente durchgeführt: 1) die peritrophische Membran degradiert indem ein optischer Aufheller dem virus-enthaltenden Futtermedium beigefügt wurde. Das Entfernen dieser mechanischen Schutzbarriere, die den Mitteldarm auskleidet, führte allerdings nicht zu einer Reduzierung der Resistenz in CpR Larven. Demnach ist die peritrophische Membran nicht am Resistenzmechanismus beteiligt. 2) Die Injektion von Budded Virus in das Hämocoel führte nicht zur Brechung der Resistenz. Folglich die die Resistenz nicht auf den Mitteldarm beschränkt, sondern auch in der Sekundärinfektion wirksam. 3) Die Replikation von CpGV in verschiedenen Geweben (Mitteldarm, Hämolymphe und Fettkörper) von CpS und CpRR1 wurde mittels quantitativer PCR verfolgt. In CpS Larven konnte in allen drei Gewebetypen sowohl nach oraler als auch nach intra-hämocoelarer Infektion eine Zunahme der CpGV Genome in Abhängigkeit der Zeit festgestellt werden. Dagegen konnte in den Geweben aus CpRR1 nach oraler sowie intra-hämocoelarer Infektion keine Virusreplikation detektiert werden. Dies deutet darauf hin, dass die CpGV Resistenz in allen Zelltypen präsent ist. 4) Um zu untersuchen ob ein humoraler Faktor in der Hämolymphe ursächlich an der Resistenz beteiligt ist, wurde Hämolymphe aus CpRR1 Larven in CpS Larven injiziert und diese anschließend oral mit CpGV infiziert. Es konnte jedoch keine Immunreaktion beobachtet und kein Faktor in der Hämolymphe identifiziert werden, der Resistenz induzieren könnte. Auf Grundlage dieser Ergebnisse kann festgestellt werden, dass in resistenten Apfelwicklerlarven die virale Replikation in allen Zelltypen verhindert wird, was auf eine Virus-Zell Inkompatibilität hinweist. Da in CpRR1 keine DNA Replikation beobachtet wurde, wird die CpGV Resistenz wahrscheinlich durch eine frühe Unterbindung der Virusreplikation verursacht.Das früh exprimierte Gen pe38 codiert für ein Protein, das wahrscheinlich für die Resistenzbrechung durch CpGV-I12 verantwortlich ist. Interaktionen zwischen dem Protein PE38 und Proteinen in CpRR1 wurden mit Hilfe des Yeast Two-Hybrid (Y2H) Systems untersucht. Die detektierten Interaktionen sind noch nicht durch andere Methoden bestätigt, jedoch wurden zwei mögliche Gene auf dem Z-Chromosom und eines auf Chromosom 15 gefunden, wie möglicherweise an der CpGV Resistenz beteiligt sind.

PAS c als signaltransduzierende Domäne des Sensorproteins DcuS von Escherichia coli

Bakterien besitzen membranintegrierte Sensoren für die Reaktion auf verändernde Umweltbedingungen.rnViele der Sensoren sind Zweikomponenten-Systeme bestehend aus einer Sensorhistidinkinase und einem Responseregulator der die zellulare Antwort auslöst. DcuS, der C4-Dicarboxylat-Sensor von DcuS ist eine membranintegrierte Histidin-Kinase. DcuS ist ein Multidomänen-Protein mit einer sensorischen periplasmatischen PASP (Per-Arnt-Sim) Domäne, zwei Transmembranhelices, eine cytoplasmatische PASC-Domäne und eine C-terminale Kinase-Domäne. PAS-Domänen sind ubiquitäre Signalmodule die in allen Reichen des Lebens zu finden sind. PAS-Domänen detektieren eine Vielfalt von Reizen wie Licht, Sauerstoff, Redoxpotential und verschiedene kleine Moleküle so wie die Modulation von Protein-Protein Interaktionen. PAS-Domänen sind strukturell homolog und besitzen eine charakteristische α/β-Faltung. Eine große Anzahl der sensorischen PAS-Domänen wurden identifiziert, aber viele der PAS-Domänen besitzen keinen apparenten Cofaktor und die Funktion ist unbekannt.rnEine Kombination aus gerichteter und ungerichteter Mutagenese, Protein-Protein-Interaktionsstudien und Festkörper-NMR (ssNMR) Experimente mit strukturellem Modelling wurde zur Untersuchung der Struktur und Funktion der cytoplasmatischen PAS-Domäne des membranintegrierten Sensors DcuS verwendet. Die Experimente zeigen, dass PASC eine wichtige Rolle in die Signaltransduktion von PASP zur C-terminalen Histidin-Kinase von DcuS spielt.rn

Dual dispatch early defibrillation in out-of-hospital cardiac arrest in a mixed urban–rural population

Aims The effects of a system based on minimally trained first responders (FR) dispatched simultaneously with the emergency medical services (EMS) of the local hospital in a mixed urban and rural area in Northwestern Switzerland were examined. Methods and results In this prospective study 500 voluntary fire fighters received a 4-h training in basic-life-support using automated-external-defibrillation (AED). FR and EMS were simultaneously dispatched in a two-tier rescue system. During the years 2001–2008, response times, resuscitation interventions and outcomes were monitored. 1334 emergencies were included. The FR reached the patients (mean age 60.4 ± 19 years; 65% male) within 6 ± 3 min after emergency calls compared to 12 ± 5 min by the EMS (p < 0.0001). Seventy-six percent of the 297 OHCAs occurred at home. Only 3 emergencies with resuscitation attempts occurred at the main railway station equipped with an on-site AED. FR were on the scene before arrival of the EMS in 1166 (87.4%) cases. Of these, the FR used AED in 611 patients for monitoring or defibrillation. CPR was initiated by the FR in 164 (68.9% of 238 resuscitated patients). 124 patients were defibrillated, of whom 93 (75.0%) were defibrillated first by the FR. Eighteen patients (of whom 13 were defibrillated by the FR) were discharged from hospital in good neurological condition. Conclusions Minimally trained fire fighters integrated in an EMS as FR contributed substantially to an increase of the survival rate of OHCAs in a mixed urban and rural area.

Statistical characterization and development of summary measures of non-normal distributions of nuclear morphometry data from prostate cancer cells for use as prognostic indicators

Nuclear morphometry (NM) uses image analysis to measure features of the cell nucleus which are classified as: bulk properties, shape or form, and DNA distribution. Studies have used these measurements as diagnostic and prognostic indicators of disease with inconclusive results. The distributional properties of these variables have not been systematically investigated although much of the medical data exhibit nonnormal distributions. Measurements are done on several hundred cells per patient so summary measurements reflecting the underlying distribution are needed.^ Distributional characteristics of 34 NM variables from prostate cancer cells were investigated using graphical and analytical techniques. Cells per sample ranged from 52 to 458. A small sample of patients with benign prostatic hyperplasia (BPH), representing non-cancer cells, was used for general comparison with the cancer cells.^ Data transformations such as log, square root and 1/x did not yield normality as measured by the Shapiro-Wilks test for normality. A modulus transformation, used for distributions having abnormal kurtosis values, also did not produce normality.^ Kernel density histograms of the 34 variables exhibited non-normality and 18 variables also exhibited bimodality. A bimodality coefficient was calculated and 3 variables: DNA concentration, shape and elongation, showed the strongest evidence of bimodality and were studied further.^ Two analytical approaches were used to obtain a summary measure for each variable for each patient: cluster analysis to determine significant clusters and a mixture model analysis using a two component model having a Gaussian distribution with equal variances. The mixture component parameters were used to bootstrap the log likelihood ratio to determine the significant number of components, 1 or 2. These summary measures were used as predictors of disease severity in several proportional odds logistic regression models. The disease severity scale had 5 levels and was constructed of 3 components: extracapsulary penetration (ECP), lymph node involvement (LN+) and seminal vesicle involvement (SV+) which represent surrogate measures of prognosis. The summary measures were not strong predictors of disease severity. There was some indication from the mixture model results that there were changes in mean levels and proportions of the components in the lower severity levels. ^

Identification of antigen-encoding genes of Enterococcus faecalis during human infections and characterization of a gene cluster for the biosynthesis of an antigenic polysaccharide

Genomic libraries of two Enterococcus faecalis strains, OG1RF and TX52 (an isolate from an endocarditis patient), were constructed in Escherichia coli and were screened with serum from a rabbit immunized with surface proteins of an E. faecalis endocarditis isolate and sera from four patients with enterococcal endocarditis. Thirty-eight immunopositive cosmid clones reacted with at least two of the patient sera and contained distinct inserts based on their DNA restriction patterns. These were chosen for further subcloning in a pBluescript SK ($-$) vector. Each sublibrary was screened with one of the five sera. Analysis of sequences from the immunopositive subclones revealed similarities to a range of proteins, including bacterial virulence factors, transporters, two-component regulators, metabolic enzymes, and membrane or cell surface proteins. Fourteen subclones did not show significant similarity to any sequence in the databases and may contain novel genes. Thirteen of the immunopositive cosmid clones did not yield immunopositive subclones and one such cosmid clone, TX5159, produced an antigenic polysaccharide in Escherichia coli. The insert of TX5159 was found to contain a multicistronic gene cluster containing genes similar to those involved in the biosynthesis and export of polysaccharides from both Gram-positive and Gram-negative organisms. Insertions in several genes within the cluster abolished the immunoreactivity of TX5159. RT-PCR of genes within the cluster with total RNA from OG1RF showed that these genes are transcribed. The polysaccharide was detected in two recently reported E. faecalis mucoid strains using specific antibody, but not in the other strains tested. This is the first report on a gene cluster of E. faecalis involved in the biosynthesis of an antigenic polysaccharide. ^

Phenotypic and molecular characterization of hyperpigmented group B Streptococci.

Group B Streptococcus (GBS) causes invasive infections in neonates, older adults and patients with comorbidities. β-hemolysin/cytolysin is an important GBS virulence factor. It is encoded by the cyl operon and confers GBS hemolytic activity. Isolates displaying hyperpigmentation are typically hyperhemolytic. Comparison of clonally identical isolates displaying different levels of pigmentation has shown transcriptional dysregulation due to mutations in components of the control of the virulence S/R (CovS/R) regulatory system. In addition, hyperpigmented isolates show decreased CAMP factor and decreased capsule thickness. In analogy to findings in group A Streptococcus, a pivotal role of CovS/R has been proposed in the host-pathogen interaction of invasive GBS infection. However, corresponding investigations on multiple clinical GBS isolates have not been performed. We prospectively collected hyperpigmented isolates found in a diagnostic laboratory and performed phenotypic, molecular and transcriptional analyses. In the period from 2008 to 2012, we found 10 isolates obtained from 10 patients. The isolates reflected both invasive pathogens and colonizers. In three cases, clonally identical but phenotypically different variants were also found. Hence, the analyses included 13 isolates. No capsular serotype was found to be significantly more frequent. Bacterial pigments were analyzed via spectrophotometry and for their hemolytic activity. Data obtained for typical absorbance spectra peaks correlated significantly with hemolytic activity. Molecular analysis of the cyl operon showed that it was conserved in all isolates. The covR sequence displayed mutations in five isolates; in one isolate, the CovR binding site to cylX was abrogated. Our results on clinical isolates support previous findings on CovR-deficient isogenic mutants, but suggest that - at least in some clinical isolates - for β-hemolysin/cytolysin and CAMP factor production, other molecular pathways may be involved.

An Integral View of Fast Shocks Around Supernova 1006

Supernova remnants are among the most spectacular examples of astrophysical pistons in our cosmic neighborhood. The gas expelled by the supernova explosion is launched with velocities ~1000 kilometers per second into the ambient, tenuous interstellar medium, producing shocks that excite hydrogen lines. We have used an optical integral-field spectrograph to obtain high-resolution spatial-spectral maps that allow us to study in detail the shocks in the northwestern rim of supernova 1006. The two-component Hα line is detected at 133 sky locations. Variations in the broad line widths and the broad-to-narrow line intensity ratios across tens of atomic mean free paths suggest the presence of suprathermal protons, the potential seed particles for generating high-energy cosmic rays.

A chrysophyte-based quantitative reconstruction of winter severity from varved lake sediments in NE Poland during the past millennium and its relationship to natural climate variability

Chrysophyte cysts are recognized as powerful proxies of cold-season temperatures. In this paper we use the relationship between chrysophyte assemblages and the number of days below 4 °C (DB4 °C) in the epilimnion of a lake in northern Poland to develop a transfer function and to reconstruct winter severity in Poland for the last millennium. DB4 °C is a climate variable related to the length of the winter. Multivariate ordination techniques were used to study the distribution of chrysophytes from sediment traps of 37 low-land lakes distributed along a variety of environmental and climatic gradients in northern Poland. Of all the environmental variables measured, stepwise variable selection and individual Redundancy analyses (RDA) identified DB4 °C as the most important variable for chrysophytes, explaining a portion of variance independent of variables related to water chemistry (conductivity, chlorides, K, sulfates), which were also important. A quantitative transfer function was created to estimate DB4 °C from sedimentary assemblages using partial least square regression (PLS). The two-component model (PLS-2) had a coefficient of determination of View the MathML sourceRcross2 = 0.58, with root mean squared error of prediction (RMSEP, based on leave-one-out) of 3.41 days. The resulting transfer function was applied to an annually-varved sediment core from Lake Żabińskie, providing a new sub-decadal quantitative reconstruction of DB4 °C with high chronological accuracy for the period AD 1000–2010. During Medieval Times (AD 1180–1440) winters were generally shorter (warmer) except for a decade with very long and severe winters around AD 1260–1270 (following the AD 1258 volcanic eruption). The 16th and 17th centuries and the beginning of the 19th century experienced very long severe winters. Comparison with other European cold-season reconstructions and atmospheric indices for this region indicates that large parts of the winter variability (reconstructed DB4 °C) is due to the interplay between the oscillations of the zonal flow controlled by the North Atlantic Oscillation (NAO) and the influence of continental anticyclonic systems (Siberian High, East Atlantic/Western Russia pattern). Differences with other European records are attributed to geographic climatological differences between Poland and Western Europe (Low Countries, Alps). Striking correspondence between the combined volcanic and solar forcing and the DB4 °C reconstruction prior to the 20th century suggests that winter climate in Poland responds mostly to natural forced variability (volcanic and solar) and the influence of unforced variability is low.

Induction and detoxification of maize 1,4-benzoxazin-3-ones by insect herbivores

In monocotyledonous plants, 1,4-benzoxazin-3-ones, also referred to as benzoxazinoids or hydroxamic acids, are one of the most important chemical barriers against herbivores. However, knowledge about their behavior after attack, mode of action and potential detoxification by specialized insects remains limited. We chose an innovative analytical approach to understand the role of maize 1,4-benzoxazin-3-ones in plant–insect interactions. By combining unbiased metabolomics screening and simultaneous measurements of living and digested plant tissue, we created a quantitative dynamic map of 1,4-benzoxazin-3-ones at the plant–insect interface. Hypotheses derived from this map were tested by specifically developed in vitro assays using purified 1,4-benzoxazin-3-ones and active extracts from mutant plants lacking 1,4-benzoxazin-3-ones. Our data show that maize plants possess a two-step defensive system that effectively fends off both the generalist Spodoptera littoralis and the specialist Spodoptera frugiperda. In the first step, upon insect attack, large quantities of 2-β-d-glucopyranosyloxy-4,7-dimethoxy-1,4-benzoxazin-3-one (HDMBOA-Glc) are formed. In the second step, after tissue disruption by the herbivores, highly unstable 2-hydroxy-4,7-dimethoxy-1,4-benzoxazin-3-one (HDMBOA) is released by plant-derived β-glucosidases. HDMBOA acts as a strong deterrent to both S. littoralis and S. frugiperda. Although constitutively produced 1,4-benzoxazin-3-ones such as 2,4-dihydroxy-7-methoxy-1,4-benzoxazin-3-one (DIMBOA) are detoxified via glycosylation by the insects, no conjugation of HDMBOA in the insect gut was found, which may explain why even the specialist S. frugiperda has not evolved immunity against this plant defense. Taken together, our results show the benefit of using a plant–insect interface approach to elucidate plant defensive processes and unravel a potent resistance mechanism in maize.

Polaronic metal state at the LaAlO₃/SrTiO₃ interface

Interplay of spin, charge, orbital and lattice degrees of freedom in oxide heterostructures results in a plethora of fascinating properties, which can be exploited in new generations of electronic devices with enhanced functionalities. The paradigm example is the interface between the two band insulators LaAlO3 and SrTiO3 that hosts a two-dimensional electron system. Apart from the mobile charge carriers, this system exhibits a range of intriguing properties such as field effect, superconductivity and ferromagnetism, whose fundamental origins are still debated. Here we use soft-X-ray angle-resolved photoelectron spectroscopy to penetrate through the LaAlO3 overlayer and access charge carriers at the buried interface. The experimental spectral function directly identifies the interface charge carriers as large polarons, emerging from coupling of charge and lattice degrees of freedom, and involving two phonons of different energy and thermal activity. This phenomenon fundamentally limits the carrier mobility and explains its puzzling drop at high temperatures.

High affinity targeting of CD23 inhibits IgE synthesis in human B cells.

The low-affinity IgE receptor FcϵRII (CD23) is part of the regulatory system controlling IgE synthesis in human B cells and exists in membrane and soluble forms. Binding of IgE to CD23 has been described to have stabilizing effects and to prevent cleavage of CD23. Previous experiments using anti-CD23 antibodies reduced IgE synthesis but were difficult to interpret as the antibody Fc part might also mediate feedback mechanisms. The purpose of this study was to investigate the regulatory role of CD23, by using designed ankyrin repeat proteins (DARPins) that specifically recognize CD23. Anti-CD23 DARPins were isolated by ribosome display and were produced as monovalent and bivalent constructs. Affinities to CD23 were measured by surface plasmon resonance. IgE synthesis and up-regulation of CD23 in human peripheral B cells were induced by IL-4 and anti-CD40 antibody. We assessed CD23 expression and its stabilization by FACS and used an ELISA for detecting soluble CD23. IgE synthesis was measured by ELISA and real-time PCR. Surface plasmon resonance revealed affinities of the DARPins to CD23 in the pico-molar range. Anti-CD23 DARPins strongly inhibited binding of IgE to CD23 and share thus a similar binding epitope as IgE. The DARPins stabilized membrane CD23 and reduced IgE synthesis in an isotype specific manner. Furthermore, the anti-CD23 DARPins decreased IgE transcript through inhibition of mature Cϵ RNA synthesis suggesting a posttranscriptional control mechanism. This study demonstrates that targeting CD23 alone is sufficient to inhibit IgE synthesis and suggests that a negative signaling occurs directly through the CD23 molecule.