Energy and system-size dependence of two- and four-particle nu(2) measurements in heavy-ion collisions at root S-NN=62.4 and 200 GeV and their implications on flow fluctuations and nonflow

We present STAR measurements of azimuthal anisotropy by means of the two- and four-particle cumulants nu(2) (nu(2){2} and nu(2){4}) for Au + Au and Cu + Cu collisions at center-of-mass energies root S-NN = 62.4 and 200 GeV. The difference between nu(2){2}(2) and nu(2){4}(2) is related to nu(2) fluctuations (sigma(nu 2)) and nonflow (delta(2)). We present an upper limit to sigma(nu 2)/nu 2. Following the assumption that eccentricity fluctuations sigma(epsilon) dominate nu(2) fluctuations nu(2)/sigma nu(2) approximate to epsilon/sigma epsilon we deduce the nonflow implied for several models of eccentricity fluctuations that would be required for consistency with nu(2){2} and nu(2){4}. We also present results on the ratio of nu(2) to eccentricity.

Measurement of prompt J/psi and beauty hadron production cross sections at mid-rapidity in pp collisions at root s=7 TeV

The ALICE experiment at the LHC has studied J/psi production at mid-rapidity in pp collisions at root s = 7 TeV through its electron pair decay on a data sample corresponding to an integrated luminosity L-int = 5.6 nb(-1). The fraction of J/psi from the decay of long-lived beauty hadrons was determined for J/psi candidates with transverse momentum p(t) > 1,3 GeV/c and rapidity vertical bar y vertical bar < 0.9. The cross section for prompt J/psi mesons, i.e. directly produced J/psi and prompt decays of heavier charmonium states such as the psi(2S) and chi(c) resonances, is sigma(prompt J/psi) (p(t) > 1.3 GeV/c, vertical bar y vertical bar < 0.9) = 8.3 +/- 0.8(stat.) +/- 1.1 (syst.)(-1.4)(+1.5) (syst. pol.) mu b. The cross section for the production of b-hadrons decaying to J/psi with p(t) > 1.3 GeV/c and vertical bar y vertical bar < 0.9 is a sigma(J/psi <- hB) (p(t) > 1.3 GeV/c, vertical bar y vertical bar < 0.9) = 1.46 +/- 0.38 (stat.)(-0.32)(+0.26) (syst.) mu b. The results are compared to QCD model predictions. The shape of the p(t) and y distributions of b-quarks predicted by perturbative QCD model calculations are used to extrapolate the measured cross section to derive the b (b) over bar pair total cross section and d sigma/dy at mid-rapidity.

Directed Flow of Identified Particles in Au plus Au Collisions at root S-NN=200 GeV at RHIC

STAR's measurements of directed flow (v(1)) around midrapidity for pi(+/-), K-+/-, K-S(0), p, and (p) over bar in Au + Au collisions at root s(NN) = 200 GeV are presented. A negative v(1) (y) slope is observed for most of produced particles (pi(+/-), K-+/-, K-S(0), p, and (p) over bar). In 5%-30% central collisions, a sizable difference is present between the v(1)(y) slope of protons and antiprotons, with the former being consistent with zero within errors. The v(1) excitation function is presented. Comparisons to model calculations (RQMD, UrQMD, AMPT, QGSM with parton recombination, and a hydrodynamics model with a tilted source) are made. For those models which have calculations of v(1) for both pions and protons, none of them can describe v(1()y) forpions and protons simultaneously. The hydrodynamics model with a tilted source as currently implemented cannot explain the centrality dependence of the difference between the v(1)(y) slopes of protons and antiprotons.

Transverse single-spin asymmetry and cross section for pi(0) and eta mesons at large Feynman x in p(up arrow) + p collisions at root s=200 GeV

Measurements of the differential cross section and the transverse single-spin asymmetry, A(N), vs x(F) for pi(0) and eta mesons are reported for 0.4 < x(F) < 0.75 at an average pseudorapidity of 3.68. A data sample of approximately 6.3 pb(-1) was analyzed, which was recorded during p(up arrow) + p collisions at root s = 200 GeV by the STAR experiment at RHIC. The average transverse beam polarization was 56%. The cross section for pi(0), including the previously unmeasured region of x(F) > 0.55, is consistent with a perturbative QCD prediction, and the eta/pi(0) cross-section ratio agrees with existing midrapidity measurements. For 0.55 < x(F) < 0.75, the average A(N) for eta is 0.210 +/- 0.056, and that for pi(0) is 0.081 +/- 0.016. The probability that these two asymmetries are equal is similar to 3%.

Probing unoccupied electronic states in aqueous solutions

Water is one of the most common compounds on earth and is essential for all biological activities. Water has, however, been a mystery for many years due to the large number of unusual chemical and physical properties, e.g. decreased volume during melting and maximum density at 4 °C. The origin of the anomalies behavior is the nature of the hydrogen bond. This thesis will presented an x-ray absorption spectroscopy (XAS) study to reveal the hydrogen bond structure in liquid water. The x-ray absorption process is faster than a femtosecond and thereby reflects the molecular orbital structure in a frozen geometry locally around the probed water molecules. The results indicate that the electronic structure of liquid water is significantly different from that of the solid and gaseous forms. The molecular arrangement in the first coordination shell of liquid water is actually very similar as the two-hydrogen-bonded configurations at the surface of ice. This discovery suggests that most molecules in liquid water have two-hydrogen-bonded configurations with one donor and one acceptor hydrogen bond compared to the four-hydrogen-bonded tetrahedral structure in ice. This result is controversial since the general picture is that the structure of liquid water is very similar to the structure of ice. The results are, however, consistent with x-ray and neutron diffraction data but reveals serious discrepancies with structures based on current molecular dynamics simulations. The two-hydrogen-bond configuration in liquid water is rigid and heating from 25 °C to 90 °C introduce a minor change in the hydrogen-bonded configurations. Furthermore, XAS studies of water in aqueous solutions show that ion hydration does not affect the hydrogen bond configuration of the bulk. Only water molecules in the close vicinity to the ions show changes in the hydrogen bond formation. XAS data obtained with fluorescence yield are sensitive enough to resolved electronic structure of water molecules in the first hydration sphere and to distinguish between different protonated species. Hence, XAS is a useful tool to provide insight into the local electronic structure of a hydrogen-bonded liquid and it is applied for the first time on water revealing unique information of high importance.

Übergangsmomente zwischen angeregten Zuständen mit der RI-CC2-Methode: Implementierung und Anwendung auf Triplett-Excimere

Die Themengebiete dieser Arbeit umfassen sowohl methodische Weiterentwicklungen im Rahmen der ab initio zweiter Ordnungsmethoden CC2 und ADC(2) als auch Anwendungen dieser Weiterentwick-lungen auf aktuelle Fragestellungen. Die methodischen Erweiterungen stehen dabei hauptsächlich im Zusammenhang mit Übergangsmomenten zwischen angeregten Zuständen. Durch die Implementie-rung der selbigen ist nun die Berechnung transienter Absorptionsspektren möglich. Die Anwendungen behandeln vorwiegend das Feld der organischen Halbleiter und deren photo-elektronische Eigen-schaften. Dabei spielen die bislang wenig erforschten Triplett-Excimere eine zentrale Rolle.rnDie Übergangsmomente zwischen angeregten Zuständen wurden in das Programmpaket TUR-BOMOLE implementiert. Dadurch wurde die Berechnung der Übergangsmomente zwischen Zustän-den gleicher Multiplizität (d.h. sowohl Singulett-Singulett- als auch Triplett-Triplett-Übergänge) und unterschiedlicher Multiplizität (also Singulett-Triplett-Übergänge) möglich. Als Erweiterung wurde durch ein Interface zum ORCA Programm die Berechnung von Spin-Orbit-Matrixelementen (SOMEs) implementiert. Des Weiteren kann man mit dieser Implementierung auch Übergänge in offenschaligen Systemen berechnen. Um den Speicherbedarf und die Rechenzeit möglichst gering zu halten wurde die resolution-of-the-identity (RI-) Näherung benutzt. Damit lässt sich der Speicherbedarf von O(N4) auf O(N3) reduzieren, da die mit O(N4) skalierenden Größen (z. B. die T2-Amplituden) sehr effizient aus RI-Intermediaten berechnet werden können und daher nicht abgespeichert werden müssen. Dadurch wird eine Berechnung für mittelgroße Moleküle (ca. 20-50 Atome) mit einer angemessenen Basis möglich.rnDie Genauigkeit der Übergangsmomente zwischen angeregten Zuständen wurde für einen Testsatz kleiner Moleküle sowie für ausgewählte größere organische Moleküle getestet. Dabei stellte sich her-aus, dass der Fehler der RI-Näherung sehr klein ist. Die Vorhersage der transienten Spektren mit CC2 bzw. ADC(2) birgt allerdings ein Problem, da diese Methoden solche Zustände nur sehr unzureichend beschreiben, welche hauptsächlich durch zweifach-Anregungen bezüglich der Referenzdeterminante erzeugt werden. Dies ist für die Spektren aus dem angeregten Zustand relevant, da Übergänge zu diesen Zuständen energetisch zugänglich und erlaubt sein können. Ein Beispiel dafür wird anhand eines Singulett-Singulett-Spektrums in der vorliegenden Arbeit diskutiert. Für die Übergänge zwischen Triplettzuständen ist dies allerdings weniger problematisch, da die energetisch niedrigsten Doppelan-regungen geschlossenschalig sind und daher für Tripletts nicht auftreten.rnVon besonderem Interesse für diese Arbeit ist die Bildung von Excimeren im angeregten Triplettzu-stand. Diese können aufgrund starker Wechselwirkungen zwischen den π-Elektronensystemen großer organischer Moleküle auftreten, wie sie zum Beispiel als organische Halbleiter in organischen Leucht-dioden eingesetzt werden. Dabei können die Excimere die photo-elktronischen Eigenschaften dieser Substanzen signifikant beeinflussen. Im Rahmen dieser Dissertation wurden daher zwei solcher Sys-teme untersucht, [3.3](4,4’)Biphenylophan und das Naphthalin-Dimer. Hierzu wurden die transienten Anregungsspektren aus dem ersten angeregten Triplettzustand berechnet und diese Ergebnisse für die Interpretation der experimentellen Spektren herangezogen. Aufgrund der guten Übereinstimmung zwischen den berechneten und den experimentellen Spektren konnte gezeigt werden, dass es für eine koplanare Anordnung der beiden Monomere zu einer starken Kopplung zwischen lokal angereg-ten und charge-transfer Zuständen kommt. Diese Kopplung resultiert in einer signifikanten energeti-schen Absenkung des ersten angeregten Zustandes und zu einem sehr geringen Abstand zwischen den Monomereinheiten. Dabei ist der angeregte Zustand über beide Monomere delokalisiert. Die star-ke Kopplung tritt bei einem intermolekularen Abstand ≤4 Å auf, was einem typischen Abstand in orga-nischen Halbleitern entspricht. In diesem Bereich kann man zur Berechnung dieser Systeme nicht auf die Förster-Dexter-Theorie zurückgreifen, da diese nur für den Grenzfall der schwachen Kopplung gültig ist.

Detektion von Nickel- und Cobaltspezies in einzelnen lebenden Zellen mit hoher lateraler Auflösung

Übergangsmetallen wie Nickel und Cobalt kommt meist eine große Bedeutung als Cofaktor in Enzymen oder Metallkomplexen im Metabolismus von Lebewesen zu. Da eine sehr geringe Konzentration dieser Übergangsmetalle in einer Zelle für deren Funktionalität ausreicht, ist eine konstante Konzentration der Spurenelemente in einer Zelle angestrebt. Durch meist anthropogene Einflüsse sind Pflanzen und Menschen zunehmend hohen Konzentrationen von Übergangsmetallen ausgesetzt, die in Abhängigkeit von ihrer Spezies, der Konzentration und der Lokalisation unterschiedliche Toxizitäten aufweisen können. Die Speziation von Metallen wurde bisher mittels gängiger Analyseverfahren, wie der ICP-MS und ähnlicher Verfahren, anhand von bulk-Material durchgeführt. Durch die Entwicklung von optischen Sensoren für Metallionen war es möglich, diese Metalle auch in lebenden Zellen mittels Fluoreszenzmikroskopie zu lokalisieren. Ke und Kollegen (2006, 2007) nutzten einen solchen optischen Sensor - Newport Green DCF, um die Aufnahme von Nickel in humane A543 Lungenbronchialepithelzellen nach Inkubation mit dem wasserlöslichen NiCl2 (0,5 mM und 1 mM) sowie den wasserunlöslichen Verbindungen Ni3S2 (0,5 µg/cm2 und 1 µg/cm2) und NiS (2,5 µg/cm2) nachzuweisen und zu lokalisieren und konnten damit eine Akkumulation von Nickel im Zytoplasma und im Zellkern aufzeigen. Dabei war bei wasserlöslichen und wasserunlöslichen Nickelverbindungen Nickel nach 24 h im Zytoplasma und erst nach 48 h im Zellkern zu beobachten.rnrnDa Nickel und Cobalt keine detektierbare Eigenfluoreszenz unter den gegebenen Bedingungen zeigten, wurde für den optischen Nachweis von Nickel und Cobalt mit dem konfokalen Laser-Raster Mikroskop (CLSM) nach der Zugabe der verschiedenen wasserlöslichen und wasserunlöslichen Metallverbindungen NiCl2, NiSO4, Ni3S2 und CoCl2 in einzelnen lebenden humanen Gingiva-Fibroblasten, sowie in Pflanzenzellen in dieser Arbeit ebenfalls der optische Sensor Newport Green DCF genutzt. Korrespondierend zu den Ergebnissen früherer Arbeiten von Ke et al. (2006, 2007), in denen die Nickelaufnahme bei Konzentrationen von >0,5 mM NiCl2 bzw. >0,5 µg/cm2 Ni3S2 gezeigt wurde, wurde Nickel in Fibroblasten in Abhängigkeit von der Spezies mit steigender Metallkonzentration von 100 µM bis 500 µM nach 16 h im Zytoplasma und zunehmend nach 24 h bis 48 h im Zellkern detektiert. Bei der wasserunlöslichen Verbindung Ni3S2 war der Nachweis von Nickel im Zellkern bereits nach 16 h bis 24 h erfolgreich. Zusätzlich wurden weitere Strukturen wie das Endoplasmatische Retikulum, die Mitochondrien und die Nukleoli durch eine starke Fluoreszenz des optischen Sensors bei Colokalisationsexperimenten mit Organell-spezifischen Fluoreszenzfarbstoffen als target für die Nickelbindung vermutet. Die Lokalisation von Cobalt in den Fibroblasten entsprach weitgehend der Lokalisation von Nickel. Im Zellkern war die Cobaltlokalisation jedoch auf die Nukleoli beschränkt. Weiterführende Versuche an humanen Gingiva-Fibroblasten zeigten, dass die Aufnahme der Metalle in die Fibroblasten pH-Wert abhängig war. Niedrige pH-Werte im sauren pH-Bereich verringerten die Aufnahme der Metalle in die Zellen, wobei ein pH-Wert im basischen Bereich keinen bedeutenden Unterschied zum neutralen pH-Bereich aufwies. Im Vergleich zu den Fibroblasten war in Pflanzenzellen zu jedem Zeitpunkt, auch bei geringen Konzentrationen der Metallverbindungen sowie des optischen Sensors, Nickel und Cobalt in den Zellkernen detektierbar. Durch die Eigenschaft der Pflanzenzellen eine Vakuole zu besitzen, war Nickel und Cobalt hauptsächlich in den Vakuolen lokalisiert. Weitere Strukturen wie das Endoplasmatische Retikulum, die Mitochondrien oder auch die Zellwand kamen bei Pflanzenzellen als target in Frage.rnrnDie Fluoreszenz und Lokalisation der Metalle in den Fibroblasten waren unabhängig von der Spezies sehr ähnlich, sodass in den Zellen die Spezies anhand der fluoreszenzmikroskopischen Aufnahmen kaum unterschieden werden konnten. Lambda-Scans in verschiedenen regions of interest (ROI) wurden durchgeführt, um durch die Fluoreszenzspektren Hinweise auf eine charakteristische Beeinflussung der Bindungspartner von Nickel und Cobalt oder dieser Metalle selbst in den Zellen auf den optischen Sensor zu bekommen und diese dadurch identifizieren zu können. Das Ziel der parallelen Detektion bzw. Lokalisation und gleichzeitigen Speziation bestimmter Nickel- und Cobaltpezies in einzelnen lebenden Zellen konnte in dieser Arbeit durch den optischen Sensor Newport Green DCF nicht erreicht werden.

Acclimatization improves submaximal exercise economy at 5533m

We tested whether the better subjective exercise tolerance perceived by mountaineers after altitude acclimatization relates to enhanced exercise economy. Thirty-two mountaineers performed progressive bicycle exercise to exhaustion at 490 m and twice at 5533 m (days 6–7 and day 11), respectively, during an expedition to Mt. Muztagh Ata. Maximal work rate (Wmax) decreased from mean ± SD 356 ± 73 watts at 490 m to 191 ± 49 watts and 193 ± 45 watts at 5533 m, days 6–7 and day 11, respectively; corresponding maximal oxygen uptakes (VO2max) were 50.7 ± 9.5, 26.3 ± 5.6, 24.7 ± 7.0 mL/min/kg (P = 0.0001 5533 m vs 490 m). On days 6–7 (5533 m), VO2 at 75% Wmax (152 ± 37 watts) was 1.75 ± 0.45 L/min, oxygen saturation 68 ± 8%. On day 11 (5533 m), at the same submaximal work rate, VO2 was lower (1.61 ± 0.47 L/min, P < 0.027) indicating improved net efficiency; oxygen saturation was higher (74 ± 7%, P < 0.0004) but ratios of VO2 to work rate increments remained unchanged. On day 11, mountaineers climbed faster from 4497 m to 5533 m than on days 5–6 but perceived less effort (visual analog scale 50 ± 15 vs 57 ± 20, P = 0.006) and reduced symptoms of acute mountain sickness. We conclude that the better performance and subjective exercise tolerance after acclimatization were related to regression of acute mountain sickness and improved submaximal exercise economy because of lower metabolic demands for non-external work-performing functions.

Human neural stem cells enhance structural plasticity and axonal transport in the ischaemic brain

Stem cell transplantation promises new hope for the treatment of stroke although significant questions remain about how the grafted cells elicit their effects. One hypothesis is that transplanted stem cells enhance endogenous repair mechanisms activated after cerebral ischaemia. Recognizing that bilateral reorganization of surviving circuits is associated with recovery after stroke, we investigated the ability of transplanted human neural progenitor cells to enhance this structural plasticity. Our results show the first evidence that human neural progenitor cell treatment can significantly increase dendritic plasticity in both the ipsi- and contralesional cortex and this coincides with stem cell-induced functional recovery. Moreover, stem cell-grafted rats demonstrated increased corticocortical, corticostriatal, corticothalamic and corticospinal axonal rewiring from the contralesional side; with the transcallosal and corticospinal axonal sprouting correlating with functional recovery. Furthermore, we demonstrate that axonal transport, which is critical for both proper axonal function and axonal sprouting, is inhibited by stroke and that this is rescued by the stem cell treatment, thus identifying another novel potential mechanism of action of transplanted cells. Finally, we established in vitro co-culture assays in which these stem cells mimicked the effects observed in vivo. Through immunodepletion studies, we identified vascular endothelial growth factor, thrombospondins 1 and 2, and slit as mediators partially responsible for stem cell-induced effects on dendritic sprouting, axonal plasticity and axonal transport in vitro. Thus, we postulate that human neural progenitor cells aid recovery after stroke through secretion of factors that enhance brain repair and plasticity.

BCL-2 family member BOK is widely expressed but its loss has only minimal impact in mice

BOK/MTD was discovered as a protein that binds to the anti-apoptotic Bcl-2 family member MCL-1 and shares extensive amino-acid sequence similarity to BAX and BAK, which are essential for the effector phase of apoptosis. Therefore, and on the basis of its reported expression pattern, BOK is thought to function in a BAX/BAK-like pro-apoptotic manner in female reproductive tissues. In order to determine the function of BOK, we examined its expression in diverse tissues and investigated the consequences of its loss in Bok(-/-) mice. We confirmed that Bok mRNA is prominently expressed in the ovaries and uterus, but also observed that it is present at readily detectable levels in several other tissues such as the brain and myeloid cells. Bok(-/-) mice were produced at the expected Mendelian ratio, appeared outwardly normal and proved fertile. Histological examination revealed that major organs in Bok(-/-) mice displayed no morphological aberrations. Although several human cancers have somatically acquired copy number loss of the Bok gene and BOK is expressed in B lymphoid cells, we found that its deficiency did not accelerate lymphoma development in Eμ-Myc transgenic mice. Collectively, these results indicate that Bok may have a role that largely overlaps with that of other members of the Bcl-2 family, or may have a function restricted to specific stress stimuli and/or tissues.

Safety and efficacy of allogeneic cell therapy in infarcted rats transplanted with mismatched cardiosphere-derived cells

Cardiosphere-derived cells (CDCs) are an attractive cell type for tissue regeneration, and autologous CDCs are being tested clinically. However, autologous therapy necessitates patient-specific tissue harvesting and cell processing, with delays to therapy and possible variations in cell potency. The use of allogeneic CDCs, if safe and effective, would obviate such limitations. We compared syngeneic and allogeneic CDC transplantation in rats from immunologically-mismatched inbred strains.

Association of rs1182 polymorphism of the DYT1 gene with primary dystonia in Chinese population

The deletion mutation of glutamate codon (GAG) in the TOR1A gene is a major cause of primary generalized dystonia. Recent genetic studies suggest that the rs1182 polymorphism in the same gene may represent a risk factor for primary dystonia. However, this finding has been inconsistent. Furthermore, no data on such an association in a Chinese population have been published.