Entwicklung von neuen Radiomarkierungsverfahren und deren Anwendung zur Synthese von Radiotracern für die Positronen-Emissions-Tomographie

In den letzten 30 Jahren hat sich die Positronen Emissions Tomographie (PET) zu einem der wichtigsten Instrumente in der klinischen Diagnostik entwickelt. Neben den ständigen technischen Verbesserungen verdankt die PET ihren klinischen Stellenwert vor allem dem ihr inhärenten Potenzial, physiologische und biochemische Prozesse auf molekularer Ebene und in Echtzeit darzustellen. Aufgrund der wachsenden Zahl neuer und krankheitsspezifischer Radiotracer nimmt sie auch auf dem Gebiet der Wirkstoffentwicklung sowie beim Monitoring von pharmakologischen Interventionen eine immer wichtigere Rolle ein. Grundlegend hierfür ist einerseits das intelligente Design innovativer und selektiver molekularer Sonden mit der Fähigkeit zur Visualisierung molekularer Targets, die in physiologischen und pathophysiologischen Prozessen involviert sind und andererseits die Entwicklung der dafür notwendigen fortschrittlichen Markierungsstrategien. Letzteres ist zentraler Bestandteil der radiochemischen Grundlagenforschung und Hauptgegenstand dieser kumulativen Promotionsarbeit, in dessen Rahmen ein neues „minimalistisches“ Protokoll zur Radiofluorierung ausgearbeitet wurde. Die Entwicklung der sog. „minimalistische“ Methode ermöglicht eine vereinfachte und zeitsparende Herstellung von unterschiedlichsten 18F-markierten Verbindungen, da sie weder der azeotropen Trocknung noch des Zusatzes einer Base oder anderer Additive bedarf. Das neue Radiomarkierungsverfahren umfasst eine direkte Elution von 18F- mittels alkoholischer Lösung der Ammonium-, Diaryliodonium- oder Triarylsulfoniumsalz Vorläufern. Nach Entfernung des Alkohols wird das resultierende [18F]Fluoridsalz in einem geeigneten Lösungsmittel erhitzt. Die hohe Effizienz der auf der „minimalistischen“ Methode basierenden Synthese bietet somit auch einen schnellen Zugang zu 18F-markierten Fluorbenzaldehyden ([18F]FBAs) in großen Aktivitätsmengen, was einen entscheidenden Vorteil für die Entwicklung neuer Markierungsmethoden mit Hilfe dieses Radiomarkierungsbausteins darstellt. Darauf aufbauend wurde, ausgehend von [18F]FBA, auf der Basis der Seyferth-Gilbert Homologisierung, ein innovatives Verfahren zur Synthese von bisher unbekannten 18F-markierten Fluorarylacetylenen entwickelt. Hierdurch konnten über Cycloadditions- und Kreuzkupplungsreaktionen unterschiedliche radiomarkierte Modellverbindungen sowie PET-Tracer hergestellt und somit die Vielseitigkeit der neuen radiomarkierten Synthone aufgezeigt werden. Die durch die „minimalistische“ Methode gesteigerte Effizienz der Synthese von [18F]FBA ermöglicht es ebenfalls, den bereits in der Literatur bekannten Markierungsbaustein C-(4-[18F]Fluorphenyl)-N-phenylnitron [18F]FPPN in ausreichenden Mengen zu produzieren und für die zielgerichtete Synthese diverser radiofluorierter -Lactame über die Kinugasa-Reaktion einzusetzen. Mit dem Erhalt der radiofluorierten β-Lactam-Peptid und -Protein-Konjugate in hohen radiochemischen Ausbeuten unter sehr milden Bedingungen, konnte die Eignung der Kinugasa-Reaktion als neues und leistungsstarkes Radiofluorierungsverfahren eindrucksvoll demonstriert werden. 

Paläobiogeographische Aspekte am Beispiel der Inklusen des Baltischen Bernsteins unter besonderer Berücksichtigung der Steinfliegen (Insecta: Plecoptera) und ein Unterrichtsentwurf zum Thema Baltischer Bernstein und seine Inklusen für den Biologieunterricht verschiedener Schulstufen

Der erste Teil der Dissertation befasst sich mit einem Forschungsprojekt zum Thema Paläobiogeographie der Steinfliegen des Baltischen Bernsteins. Nach einer Untersuchung von über 200 Steinfliegeninklusen des 40-50 Millionen Jahre alten Baltischen Bernsteins konnten vier Neubeschreibungen zu den bisher existierenden 14 hinzugefügt werden. Bei einem Vergleich der Verbreitungshistorie rezenter Gattungen wurden auf der Basis des Aktualitätsprinzips mögliche Verbreitungsrouten der Steinfliegengattungen des Baltischen Bernsteins über die kreidezeitliche Bering Landbrücke aufgestellt. Ausgewählte Aspekte des Forschungsprojekts stellten im zweiten, didaktischen Teil der Dissertation die Basis eines für die Mittelstufe entwickelten Projektes zum Thema Bernstein und seine Inklusen dar. Das Bernsteinprojekt wurde am zdi-Schülerlabor der Universität zu Köln mit mehrern Schulklassen durchgeführt und auf der Basis der im Vorfeld formulierten Forschungsfragen formativ evaluiert.

O ensino das ciências e a promoção de capacidades de pensamento crítico em alunos do 2.º ciclo do ensino básico

Relatório de estágio apresentado para a obtenção do grau de mestre em Ensino do 1º e do 2º ciclos do ensino básico

Functional analysis of Arabidopsis thaliana lesion mimic mutant cfs1 in ESCRT complex-related protein trafficking

The Endosomal Sorting Complex Required for Transport (ESCRT)-complex is composed of four complexes, ESCRT-0-III. They sequentially act on a late endosome to sort mono-ubiquitinated transmembrane proteins into the intralumenal vesicle, forming of a multivesicular body(MVB) that is delivered to vacuole for degradation. In Arabidopsis thaliana, the loss of an ESCRT-I component, elch displays a cytokinesis defect; while a dominant negative expression of an ESCRT-III component results in cell death due to vacuolar loss. In this work, the function of a plant-specific ELCH-interactor, CELL DEATH RELATED FYVE/SYLF DOMAIN CONTAINING 1 (CFS1) and its influences on the ESCRT-complex function are investigated. CFS1 is a phosphatidylinositol-3-phosphate- and actin-binding protein. The cfs1 mutants mimic lesions in the first eldest leaf that propagate to the next eldest one. Genetic analyses have demonstrated that cell death in cfs1 does not require a functional ESCRT-I component; nevertheless, the loss of CFS1 alleviates elchcytokinesis defect, suggesting its influence on the ESCRT-I function. Further analyses reveal that cfs1 accumulates autophagosomes throughout its lifespan due to a decrease in autophagosome degradation, suggesting that as the plant ages, the cumulated autophagosomes falsely trigger effectors-triggered immunity that executes cell death in cfs1. As the ESCRT-complex has been demonstrated to be involved in the delivery of autophagosomes to vacuole and CFS1 homolog, CFS2 reportedly interacts with ATG8, it can be postulated from the results of this work that CFS1 alone or together with CFS2 function in sequestering mature autophagosomes onto MVBs. At the MVBs, the ESCRT-complex then mediates the fusion of autophagosome and MVB for subsequent delivery to vacuole.

Inhibition of nonsense-mediated mRNA decay by the cytoplasmic poly(A)-binding protein

The expression of a gene from transcription of the DNA into pre-messenger RNA (pre-mRNA) over translation of messenger RNA (mRNA) into protein is constantly monitored for errors. This quality control is necessary to guarantee successful gene expression. One quality control mechanism important to this thesis is called nonsense-mediated mRNA decay (NMD). NMD is a cellular process that eliminates mRNA transcripts harboring premature translation termination codons (PTCs). Furthermore, NMD is known to regulate certain transcripts with long 3′ UTRs. However, some mRNA transcripts are known to evade NMD. The mechanism of NMD activation has been subjected to many studies whereas NMD evasion or suppression still remains rather elusive. It has previously been shown that the cytoplasmic poly(A)-binding protein (PABPC1) is able to suppress NMD of certain transcripts. In this study I show that PABPC1 is able to suppress NMD of a long 3′ UTR-carrying reporter when tethered immediately downstream of the termination codon. I further am able to show the importance of the interaction between PABPC1 and eIF4G for NMD suppression, whereas the interaction between PABPC1 and eRF3a seems dispensable. These results indicate an involvement of efficient translation termination and potentially ribosome recycling in NMD suppression. I am able to show that if PABPC1 is too far removed from the terminating ribosome NMD is activated. After showing the importance of PABPC1 recruitment directly downstream of a terminating ribosome in NMD suppression, I am further able to demonstrate several different methods by which PABPC1 can be recruited. Fold-back of the poly(A)-tail mediated by two interacting proteins on opposite ends of a 3′ UTR manages to bring PABPC1 bound to the poly(A)-tail into close proximity of the terminating ribosome and therefore suppress NMD. Furthermore, small PAM2 peptides that are known to interact with the MLLE domain of PABPC1 are able to strongly suppress NMD initiated by either a long 3′ UTR or an EJC. I am also able to show the NMD antagonizing power of recruited PABPC1 for the known endogenous NMD target β-globin PTC39, which is responsible for the disease β-thalassemia. This shows the potential medical implications and application of suppressing NMD by recruiting PABPC1 into close proximity of a terminating ribosome.

Catalogue of the Mount Airy agricultural institute, Germantown, Pa. : designed for instruction in scientific and practical agriculture, mathematics and the natural sciences.

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A new mathematical and philosophical dictionary, comprising an explanation of terms and principles of pure and mixed mathematics, and such branches of natural philosophy as are susceptible of mathematical investigation. With historical sketches of the rise, progress and present state of the several departments of these sciences, and an account of the discoveries and writings of the most celebrated authors, both ancient and modern.

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