Soziale Gruppenarbeit als Alternative zur geschlossenen Unterbringung strafunmündiger Kinder

Wenn 12- bis 13-jährige Kinder mit diversen von ihnen begangenen Straftaten die Öffentlichkeit in Aufruhr versetzen, wird - besonders nach schweren Fällen - oft eine härtere Gangart gefordert. Doch längst nicht so viele Kinder, wie die Medien uns weis machen wollen, sind delinquent. Und anstatt zu fragen, ob und wie man problematischen Kindern und Jugendlichen bereits zu Beginn ihrer Jugendhilfekarrieren sinnvoll helfen kann, diskutiert die Politik über geschlossene Unterbringung und andere Formen strengerer Settings von sogenannten "Monsterkids". In dieser Diplomarbeit wird soziale Gruppenarbeit als Alternative diskutiert.

Anforderungsgerechte Datenermittlung für Fertigungssysteme

Die in den Betrieben häufig mit hohem gerätetechnischen und organisatorischem Aufwand installierten EDV-gestützten Informationssysteme zur Planung und Steuerung des Fertigungsprozesses genügen im allgemeinen nicht den an sie gestellten Anforderungen. Die Gründe dafür liegen in der Hauptsache in einem falschen Modellansatz und der mangelnden Datenqualität der eingesetzten Daten, verbunden mit einer unzureichenden Rückkopplung zwischen Vorgabe und Rückmeldung. Hinzu kommen das Fehlen geeigneter Aussagen (Kenngrößen) zur gezielten Beeinflussung des Prozesses und Akzeptanzprobleme der Mitarbeiter beim Umgang mit der EDV. Die genannten Schwachstellen geben die Richtung der Zielsetzung dieser Arbeit vor. Dieses Ziel bestand zunächst darin, eine Methode zu entwickeln, mit der die Anforderungen an die in einem Industriebetrieb zur Planung, Steuerung und Überwachung verwendeten Daten zu formulieren sind, um dann eine anforderungsgerechte Abstimmung dieser Daten im betrieblichen Datenfluß im Sinne eines kybernetischen Regelkreises vorzunehmen und Aussagen über die betrieblichen Zielgrößen zu erhalten. Aus der Vielzahl betrieblicher Vorgänge und Funktionsbereiche wurde der Fertigungsprozeß bei der Werkstättenfertigung im Produktionsbetrieb deshalb ausgewählt, weil hier in der Praxis wegen der Komplexität der Abläufe die höchsten Anforderungen an die Daten gestellt werden und deshalb auch die meisten Probleme bei der Erfüllung dieser Anforderungen auftreten. Außerdem ist die Fertigung nach dem Werkstättenprinzip am häufigsten in der Praxis anzutreffen. Als erstes war es nötig, die zeitlichen, quantitativen und qualitativen Anforderungen an die Daten aus einer Vielzahl durchgeführter Schwachstellenanalysen herauszuarbeiten und zu definieren. Die nächste Aufgabe bestand darin, die Einflußgrößen auf die Datenanforderungen, hier unterteilt in innere (datumsbezogene) und äußere (prozeßbezogene) zu bestimmen und in ihren Auswirkungen zu untersuchen. Die Betrachtung der Einflußgrößen ergab, daß die Aufgabe und die Verwendung des Datums im Prozeß für die Ermittlung der Anforderungen exakt bestimmt werden müssen. Aus diesem Grund war der Prozeß primär- und sekundärseitig in Abhängigkeit der Aufgabenstellung ausführlich zu beschreiben. Die Einflüsse der Aufbauorganisation waren ebenso wie die der Ablauforganisation zu berücksichtigen, darunter fielen auch die Auswirkungen der Automatisierungsansätze, z.B. durch den Einsatz flexibler Fertigungssysteme im Primärprozeß. Der Ansatz, von dem hier ausgegangen wurde, baut sich deshalb im ersten Schritt der vorgeschlagenen Vorgehensweise auf dem Modell eines Produktionssystems auf, das aus den Erkenntnissen von in mehreren Firmen durchgeführten Prozeßanalysen entwickelt wurde. In diesem Modell ist der Datenfluß und organisatorische Ablauf im Fertigungsprozeß in Matrixform festgehalten. Für jedes einzelne Prozeßdatum sind in der Matrix, bezogen auf die Aufgabenstellung, detailliert die Verwendungs- und Verflechtungsbeziehungen aufgezeichnet. Im zweiten Schritt erfolgt auf der Grundlage dieses Modells eine bedarfsgerechte Prozeßdatenauswahl. Die zeitliche Struktur des Datenflusses im Prozeß wird in Schritt drei mit Hilfe eines Ereignis-Zeitgraphens dargestellt. Die eigentliche zeitliche, quantitative und qualitative Anforderungsermittlung findet im vierten und gleichzeitig letzten Schritt anhand einer dafür entworfenen Datenanforderungsliste statt. Die Ergebnisse dieser anforderungsgerechten Datenanalyse nach der hier entwikkelten Systematik können in vielerlei Hinsicht Verwendung finden. Im Hinblick auf die eingangs genannten Problemstellungen sind beispielsweise folgende Einsatzmöglichkeiten denkbar und an Beispielen im einzelnen erläutert. - Verbesserung der Datenqualität - Rückkopplung im Sinne des kybernetischen Regelkreismodells - Bilden von Prozeßkenngrößen - Transparenz der EDV-Prozeßabläufe

Konstruktionsmerkmale von Dächern unter bauphysikalischen Aspekten

Die Funktion eines Gebäudes, seine flächenmäßige Ausdehnung und seine Gliederung sowie seine Einbettung in die Umgebung bestimmen letztendlich die Dachkonstruktion. Der Planer steht hierbei vor der Aufgabe, unter Beachtung aller bauphysikalischen wie bautechnischen Gegebenheiten ein Optimum an gestalterischer Qualität bei Respektierung wirtschaftlicher und baupraktischer Belange zu realisieren, wobei zu beachten ist, dass gerade das Dach von den die Gebäudehülle bildenden Bauteilen der größten und unmittelbarsten Beanspruchung unterliegt.

Nichtmonetäres Controlling der Lehrleistungen an der Fachhochschule Hannover

In Niedersachsen setzt das Ministerium für Wissenschaft und Kultur seit 2007 ein Hochschulkennzahlensystem ein, um einen Teil des Grundhaushalts wettbewerblich an die Hochschulen zu verteilen. Über die Mittelvergabe hinaus ist ein Monitoringsystem integriert, mit dem die Entwicklung der Hochschulen beurteilt werden kann. Zur differenzierten Beurteilung werden monetäre und nichtmonetäre Hochschuldaten zu Kennzahlen verdichtet. Die Kennzahlen befinden sich jedoch auf einer zu hohen Aggregationsebene für ein hochschulinternes Controlling an der Fachhochschule Hannover. Daher dienen Berichtssysteme mit Standardberichten der Information über hochschulweite Prozesse und Ressourcen, um im zunehmenden Wettbewerb der Fachhochschulen fundierte Entscheidungen treffen zu können. Beispielhaft werden Standardberichte zu erbrachten Lehrleistungen als erste Komponente des nichtmonetären Controllings in einem Berichtssystem konzipiert. Methodisch basiert die Konzeption auf einer Informationsbedarfsanalyse mit induktiven und deduktiven Verfahren. Das Vorgehen lässt sich grundsätzlich auf weitere nichtmonetäre Leistungen (z. B. der Forschung) übertragen und in die konzipierte Struktur integrieren.

Das Unfassbare überwinden : Copingstrategien traumatisierter Menschen am Beispiel des sexuellen Missbrauchs

Opfer sexueller Gewalt erleiden einen massiven Eingriff in ihre persönliche Entwicklung. Dieses Trauma zu bewältigen und als Erfahrung zu integrieren ist eine gewaltige Herausforderung für die Betroffenen. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich nicht primär mit der Grausamkeit "sexuellen Missbrauchs" und den Folgen für die Betroffenen, sondern zeigt individuelle Wege der Verarbeitung traumatisierender Erfahrungen. Nach einer Einführung in die Psychotraumatologie werden Dimensionen sexueller Gewalt beleuchtet. In der Auseinandersetzung mit Bewältigungsressourcen der Betroffenen werden die theoretischen Konzepte der Salutogenese, der Schutzfaktoren und Copingstrategien diskutiert. Die individuellen Bewältigungsstrategien werden in Interviews mit Frauen anschaulich, die von sexueller Gewalt betroffen sind. Eine kompetente Unterstützung durch die Soziale Arbeit wird nur dann gelingen können, wenn sie der ressourcenorientierten Perspektive folgt, wie sie hier von Sabine Lakota entwickelt wird.

Industriespionage : Risikofaktor Mensch

Durch die Globalisierung und den verschärften internationalen Wettbewerb sind innovative Unternehmen in zunehmendem Maße durch Industriespionage bedroht. Eine besondere Rolle kommt hierbei dem Faktor Mensch zu, der das größte Risiko für einen ungewollten Know-how-Abfluss darstellt. Hiervon ausgehend untersucht die vorliegende Arbeit, welche präventiven und repressiven Spionageabwehrmaßnahmen Unternehmen zur Verbesserung der personellen Sicherheit zur Verfügung stehen. Nach einer theoretischen Einführung in das Thema werden die Ergebnisse von acht Experteninterviews vorgestellt und in die bestehende Literatur integriert. Dabei zeigen die Ergebnisse, dass es keine Musterlösung gibt, sondern dass je nach Unternehmen, spezifischer Bedrohungslage und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen ein individuelles und ganzheitliches Informationsschutzkonzept zu entwickeln ist.

Technik der verlorenen Briefe: Einfluss der Studienrichtung auf das altruistische Verhalten von Studierenden

Altruistisches Verhalten ist ein fester Bestandteil im Leben von Menschen. Die Bereitschaft sich gegenseitig zu unterstützen ist durch unterschiedliche Motive gekennzeichnet. Manche Menschen helfen, ohne einen eigenen Nutzen daraus zu ziehen. Andere Menschen dagegen verhalten sich in gewissem Maße hilfsbereit, erwarten hierfür aber eine Gegenleistung. Die vorliegende Arbeit untersucht die altruistischen Verhaltensweisen von Studierenden verschiedener Fachrichtungen. Basierend auf der Technik der verlorenen Briefe wurde in einem Feldexperiment das altruistische Verhalten von Studierenden der Fakultät IV (Wirtschaft und Informatik) und der Fakultät V (Diakonie, Gesundheit und Soziales) der Hochschule Hannover untersucht. Dabei wurden Briefe an unterschiedlichen Stellen platziert und deren Mitnahme- und Rücklaufergebnis gemessen. Die Ergebnisse zeigen, dass Studierende der Fakultät IV (Wirtschaft und Informatik) eher zu altruistischem Verhalten neigen, als die durch ihren Studiengang vermeintlich stärker sozial geprägten Studierenden der Fakultät V (Diakonie, Gesundheit und Soziales). Ferner nimmt die Wahrscheinlichkeit eines altruistischen Verhaltens mit steigender Anzahl an anwesenden Personen ab.

Leitfaden zur strukturierten Anhörung von Kindern im forensischen Kontext

Der Leitfaden dient als Wegweiser für eine strukturierte Anhörung von Kindern im Alter von drei bis 14 Jahren im forensischen Kontext. Ziel soll es sein, kindgerecht möglichst umfangreiche und zuverlässige Informationen zu erhalten. Er gliedert sich in 1) Beispielformulierungen und prägnante Informationen sowie Erklärungen zur praktischen Befragung von Kindern, die in Form von einzelnen, aufeinanderfolgenden Karten präsentiert werden und 2) einen theoretischen Teil, der entwicklungspsychologische Aspekte, rechtliche Rahmenbedingungen, sowie Lösungsansätze für häufig aufkommende Fragen und Probleme bei der Anhörung von Kindern beinhaltet. Die Karten folgen dem typischen Verlauf einer strukturierten Anhörung: Belehrung, Themenneutrales Training zur Befragung, Tatrelevante Anhörung, Verständnisfragen. Sie können am Bildschirm eingeblendet, oder in ausgedruckter Form verwendet werden. Zu jeder Karte finden sich entsprechende Erklärungen zur Vertiefung. Der gesamte Leitfaden orientiert sich an neuesten wissenschaftlichen Erkenntnissen aus dem Bereich der Vernehmungs‐ und Entwicklungspsychologie sowie an relevanten gesetzlichen Grundlagen. Er eignet sich für Polizeibeamte, Richter, Staatsanwälte, Anwälte, forensische Gutachter und andere Personen, die Befragungen von Kindern im forensischen Kontext durchführen.

Europa nach 1945 – zur situation nach dem zweiten weltkrieg

Bevor man „Europa― als politisches Konzept in zahlreichen theoretischen Texten erörterte, ist in der deutschen Literatur der Gedanke eines vereinten Europas schon seit dem 16. Jahrhundert thematisiert worden. Im folgenden Aufsatz sollen Texte der Essayisten Ernst Jünger, Frank Thiess, Werner Bergengruen und Klaus Mann (20. Jahrhundert), in denen ihr Standpunkt bezüglich des Europa-Gedanken, d.h. ein vereintes Europa zur Zeit nach dem Zweiten Weltkrieg zum Ausdruck gebracht wird. Dabei sind hauptsächlich Gemeinsamkeiten und Differenzen zwischen den Autoren unter geistigen und historischen Gesichtspunkten zu ziehen.

L’école viennoise de contrebasse : genèse et réception

Cette recherche met en parallèle les cultures germanophone et francophone par l’entremise de l’histoire de la contrebasse. La problématique consiste à expliquer l’absence de littérature en français sur l’école viennoise de contrebasse, qui s’est développée dans la seconde moitié du XVIIIe siècle et qui a eu une certaine incidence sur le développement de cet instrument. La première section propose une biographie des principaux représentants de cette école, tous contrebassistes virtuoses actifs à Vienne autour de 1750. Suivent un tour d’horizon des œuvres pour contrebasse concertante du classicisme viennois, puis un rappel historique sur le déclin de cette école. Dans la deuxième section, un parallèle est tracé entre l’avancée du violoncelle et le recul de la contrebasse au XIXe siècle. Suivent une présentation des instruments les plus appréciés de cette époque, à savoir le piano, le cor français et le violoncelle, puis une comparaison entre l’évolution de la contrebasse en France et dans les pays germanophones au XIXe siècle. Finalement, la troisième section est consacrée à la renaissance de l’école viennoise de contrebasse, amorcée au milieu du XXe siècle. Pour observer le déploiement de cette évolution dans les cultures française, germanophone et anglo-saxonne, cette section comporte un examen des œuvres publiées par les maisons d’édition spécialisées en musique ainsi que de celles enregistrées par les contrebassistes.

Entwicklung eines Windleistungprognosemodells zur Verbesserung der Kraftwerkseinsatzplanung

Die Maßnahmen zur Förderung der Windenergie in Deutschland haben wichtige Anstöße zur technologischen Weiterentwicklung geliefert und die Grundlagen für den enormen Anlagenzubau geschaffen. Die installierte Windleistung hat heute eine beachtliche Größenordnung erreicht und ein weiteres Wachstum in ähnlichen Dimensionen ist auch für die nächsten Jahre zu erwarten. Die aus Wind erzeugte elektrische Leistung deckt bereits heute in einigen Netzbereichen die Netzlast zu Schwachlastzeiten. Dies zeigt, dass die Windenergie ein nicht mehr zu vernachlässigender Faktor in der elektrischen Energieversorgung geworden ist. Im Rahmen der Kraftwerkseinsatzplanung sind Betrag und Verlauf der Windleistung des folgenden Tages mittlerweile zu wichtigen und zugleich schwierig zu bestimmenden Variablen geworden. Starke Schwankungen und falsche Prognosen der Windstromeinspeisung verursachen zusätzlichen Bedarf an Regel- und Ausgleichsleistung durch die Systemführung. Das im Rahmen dieser Arbeit entwickelte Prognosemodell liefert die zu erwartenden Windleistungen an 16 repräsentativen Windparks bzw. Gruppen von Windparks für bis zu 48 Stunden im Voraus. Aufgrund von prognostizierten Wetterdaten des deutschen Wetterdienstes (DWD) werden die Leistungen der einzelnen Windparks mit Hilfe von künstlichen neuronalen Netzen (KNN) berechnet. Diese Methode hat gegenüber physikalischen Verfahren den Vorteil, dass der komplexe Zusammenhang zwischen Wettergeschehen und Windparkleistung nicht aufwendig analysiert und detailliert mathematisch beschrieben werden muss, sondern anhand von Daten aus der Vergangenheit von den KNN gelernt wird. Das Prognosemodell besteht aus zwei Modulen. Mit dem ersten wird, basierend auf den meteorologischen Vorhersagen des DWD, eine Prognose für den Folgetag erstellt. Das zweite Modul bezieht die online gemessenen Leistungsdaten der repräsentativen Windparks mit ein, um die ursprüngliche Folgetagsprognose zu verbessern und eine sehr genaue Kurzzeitprognose für die nächsten drei bis sechs Stunden zu berechnen. Mit den Ergebnissen der Prognosemodule für die repräsentativen Standorte wird dann über ein Transformationsmodell, dem so genannten Online-Modell, die Gesamteinspeisung in einem größeren Gebiet berechnet. Das Prognoseverfahren hat seine besonderen Vorzüge in der Genauigkeit, den geringen Rechenzeiten und den niedrigen Betriebskosten, da durch die Verwendung des bereits implementierten Online-Modells nur eine geringe Anzahl von Vorhersage- und Messstandorten benötigt wird. Das hier vorgestellte Prognosemodell wurde ursprünglich für die E.ON-Netz GmbH entwickelt und optimiert und ist dort seit Juli 2001 im Einsatz. Es lässt sich jedoch auch leicht an andere Gebiete anpassen. Benötigt werden dazu nur die Messdaten der Leistung ausgewählter repräsentativer Windparks sowie die dazu gehörenden Wettervorhersagen, um die KNN entsprechend zu trainieren.

Gestaltpädagogische Elemente in der Berufspädagogik. Potentielle Erträge gestaltpädagogischer Ansätze für die berufliche Bildung. Konzepte, Fundierung, Realisierungsformen.

Gestaltpädagogische Elemente in der Berufspädagogik Potentielle Erträge gestaltpädagogischer Ansätze für die berufliche Bildung - Konzepte, Fundierung, Realisierungsformen - Zusammenfassung: Berufsausbilder, Berufsschullehrer und Trainer in der Aus- und Weiterbildung werden heute mit vielfältigen Veränderungen konfrontiert. Aufgrund des Technikeinsatzes zeigt sich in vie-len Unternehmen ein Wandel der beruflich organisierten Arbeit. Die wirtschaftlichen, techni-schen und sozialen Systemzusammenhänge werden zunehmend komplexer, dynamischer, enger vernetzt und normativ unbestimmter. Die technologische Entwicklung, vor allem der Kommunikationsmedien, hat eine Temposteigerung der Informationsübermittlung zur Folge, die gleichzeitig das Wissen erhöht. Mit der Forderung nach Schlüsselqualifikationen und der Wiederentdeckung ganzheitlicher Arbeitssituationen ist das Bestreben nach Bildungskonzep-ten verbunden, die mit der Herausbildung von Kompetenzen, wie vernetztes, system- und handlungsbezogenes Denken in komplexen Kontexten, Abstraktionsvermögen, systemati-sches Verständnis von Organisationsinterdependenzen, Selbstständigkeit, Selbstverantwor-tung, soziale, methodische und kommunikative Kompetenz und Innovationskraft korrespon-dieren. Unter dem Blickwinkel der Gestaltpädagogik fällt auf, dass die Berufspädagogik Methoden und Techniken in der betrieblichen Aus- und Weiterbildung nutzt, die wesentliche Elemente der Gestaltpädagogik enthalten. Eine konkrete theoretische Fundierung und Einbettung in die Berufspädagogik fehlt jedoch bisher. Die primäre Zielsetzung der Arbeit ist, die theoretischen Grundlagen der Gestaltpädagogik herauszuarbeiten und sie mit der Berufspädagogik in Verbindung zu bringen. An Beispielen wird aufgezeigt, wie gestaltpädagogische Aspekte in die betriebliche Aus- und Weiterbildung einfließen. Dabei werden unter anderem auch die Grenzen und Potentiale der Gestaltpädago-gik für die Berufspädagogik betrachtet. Die theoretische und praktische Relevanz der Arbeit ergibt sich daraus, dass erstmals berufs-pädagogische Vorgehensweisen der Praxis im Hinblick auf gestaltpädagogische Aspekte un-tersucht wurden. Die wesentlichen Forschungsergebnisse dieser Arbeit lassen sich wie folgt zusammenfassen: In der betrieblichen Aus- und Weiterbildung kommen Methoden und Vorgehensweisen zum Einsatz, die oberflächlich betrachtet gestaltpädagogischen Charakter haben. Jedoch werden die gestaltpädagogischen Grundgedanken, wie z.B. eine ganzheitlich umfassende Persönlich-keitsentwicklung, persönlich bedeutsames Lernen, Förderung der sozialen Interaktionsfähig-keit oder die Förderung der Autonomie in der betrieblichen Bildungsarbeit auf ein Minimum reduziert. Die gestaltpädagogischen Methoden und Vorgehensweisen werden überwiegend auf ökonomische Zwecke hin ausgerichtet und funktionalisiert eingesetzt. Man kann sagen, dass sich die betriebliche Praxis mit der Aneinanderreihung von kreativen Übungen zufrieden gibt, und eine Tendenz zu erlebnisaktivierenden Vorgehensweisen zu erkennen ist.

Thermoaktive Bauteilsysteme - Ein neuer simulationstechnischer Berechnungsansatz

Thermoaktive Bauteilsysteme sind Bauteile, die als Teil der Raumumschließungsflächen über ein integriertes Rohrsystem mit einem Heiz- oder Kühlmedium beaufschlagt werden können und so die Beheizung oder Kühlung des Raumes ermöglichen. Die Konstruktionenvielfalt reicht nach diesem Verständnis von Heiz, bzw. Kühldecken über Geschoßtrenndecken mit kern-integrierten Rohren bis hin zu den Fußbodenheizungen. Die darin enthaltenen extrem trägen Systeme werden bewußt eingesetzt, um Energieangebot und Raumenergiebedarf unter dem Aspekt der rationellen Energieanwendung zeitlich zu entkoppeln, z. B. aktive Bauteilkühlung in der Nacht, passive Raumkühlung über das kühle Bauteil am Tage. Gebäude- und Anlagenkonzepte, die träge reagierende thermoaktive Bauteilsysteme vorsehen, setzen im kompetenten und verantwortungsvollen Planungsprozeß den Einsatz moderner Gebäudesimulationswerkzeuge voraus, um fundierte Aussagen über Behaglichkeit und Energiebedarf treffen zu können. Die thermoaktiven Bauteilsysteme werden innerhalb dieser Werkzeuge durch Berechnungskomponenten repräsentiert, die auf mathematisch-physikalischen Modellen basieren und zur Lösung des bauteilimmanenten mehrdimensionalen instationären Wärmeleitungsproblems dienen. Bisher standen hierfür zwei unterschiedliche prinzipielle Vorgehensweisen zur Lösung zur Verfügung, die der physikalischen Modellbildung entstammen und Grenzen bzgl. abbildbarer Geometrie oder Rechengeschwindigkeit setzen. Die vorliegende Arbeit dokumentiert eine neue Herangehensweise, die als experimentelle Modellbildung bezeichnet wird. Über den Weg der Systemidentifikation können aus experimentell ermittelten Datenreihen die Parameter für ein kompaktes Black-Box-Modell bestimmt werden, das das Eingangs-Ausgangsverhalten des zugehörigen beliebig aufgebauten thermoaktiven Bauteils mit hinreichender Genauigkeit widergibt. Die Meßdatenreihen lassen sich über hochgenaue Berechnungen generieren, die auf Grund ihrer Detailtreue für den unmittelbaren Einsatz in der Gebäudesimulation ungeeignet wären. Die Anwendung der Systemidentifikation auf das zweidimensionale Wärmeleitungsproblem und der Nachweis ihrer Eignung wird an Hand von sechs sehr unterschiedlichen Aufbauten thermoaktiver Bauteilsysteme durchgeführt und bestätigt sehr geringe Temperatur- und Energiebilanzfehler. Vergleiche zwischen via Systemidentifikation ermittelten Black-Box-Modellen und physikalischen Modellen für zwei Fußbodenkonstruktionen zeigen, daß erstgenannte auch als Referenz für Genauigkeitsabschätzungen herangezogen werden können. Die Praktikabilität des neuen Modellierungsansatzes wird an Fallstudien demonstriert, die Ganzjahressimulationen unter Bauteil- und Betriebsvariationen an einem exemplarischen Büroraum betreffen. Dazu erfolgt die Integration des Black-Box-Modells in das kommerzielle Gebäude- und Anlagensimulationsprogramm CARNOT. Die akzeptablen Rechenzeiten für ein Einzonen-Gebäudemodell in Verbindung mit den hohen Genauigkeiten bescheinigen die Eignung der neuen Modellierungsweise.

Not the outside but the inside matters : functional analysis of Capricious and Tartan during Drosophila tracheal morphogenesis

The tubular structures, which transport essential gases, liquids, or cells from one site to another, are shared among various divergent organisms. These highly organized tubular networks include lung, kidney, vasculature and mammary gland in mammals as well as trachea and salivary gland in Drosophila melanogaster. Many questions regarding the tubular morphogenesis cannot be addressed sufficiently by investigating the mammalian organs because their structures are extremely complex and therefore, systematic analyses of genetic and cellular programs guiding the development is not possible. In contrast, the Drosophila tracheal development provides an excellent model system since many molecular markers and powerful tools for genetic manipulations are available. Two mechanisms were shown to be important for the outgrowth of tracheal cells: the FGF signaling pathway and the interaction between the tracheal cells and the surrounding mesodermal cells. The Drosophila FGF ligand encoded by branchless (bnl) is localized in groups of cells near tracheal metameres. The tracheal cells expressing the FGF receptor breathless (btl) respond to these sources of FGF ligand and extend towards them. However, this FGF signaling pathway is not sufficient for the formation of continuous dorsal trunk, the only muticellular tube in tracheal system. Recently, it was found out that single mesodermal cells called bridge-cells are essential for the formation of continuous dorsal trunk as they direct the outgrowth of dorsal trunk cells towards the correct targets. The results in this PhD thesis demonstrate that a cell adhesion molecule Capricious (Caps), which is specifically localized on the surface of bridge-cells, plays an essential role in guiding the outgrowing dorsal trunk cells towards their correct targets. When caps is lacking, some bridge-cells cannot stretch properly towards the adjacent posterior tracheal metameres and thus fail to interconnect the juxtaposing dorsal trunk cells. Consequently, discontinuous dorsal trunks containing interruptions at several positions are formed. On the other hand, when caps is ectopically expressed in the mesodermal cells through a twi-GAL4 driver, these mesodermal cells acquire a guidance function through ectopic caps and misguide the outgrowing dorsal trunk cells in abnormal directions. As a result, disconnected dorsal trunks are formed. These loss- and gain-of-function studies suggest that Caps presumably establishes the cell-to-cell contact between the bridge-cells and the tracheal cells and thereby mediates directly the guidance function of bridge-cells. The most similar protein known to Caps is another cell adhesion molecule called Tartan (Trn). Interestingly, trn is expressed in the mesodermal cells but not in the bridge-cells. When trn is lacking, the outgrowth of not only the dorsal trunks but also the lateral trunks are disrupted. However, in contrast to the ectopic expression of caps, the misexpression of trn does not affect tracheal development. Whereas Trn requires only its extracellular domain to mediate the matrix function, Caps requires both its extracellular and intracellular domains to function as a guidance molecule in the bridge-cells. These observations suggest that Trn functions differently from Caps during tracheal morphogenesis. Presumably, Trn mediates a matrix function of mesodermal cells, which support the tracheal cells to extend efficiently through the surrounding mesodermal tissue. In order to determine which domains dictate the functional specificity of Caps, two hybrid proteins CapsEdTrnId, which contains the Caps extracellular domain and the Trn intracellular domain, and TrnEdCapsId, which consists of the Trn extracellular domain and the Caps intracellular domain, were constructed. Gain of function and rescue experiments with these hybrid proteins suggest on one hand that the extracellular domains of Caps and Trn are functionally redundant and on the other hand that the intracellular domain dictates the functional specificity of Caps. In order to identify putative interactors of Caps, yeast two-hybrid screening was performed. An in vivo interaction assay in yeast suggests that Ras64B interacts specifically with the Caps intracellular domain. In addition, an in vitro binding assay reveals a direct interaction between an inactive form of Ras64B and the Caps intracellular domain. ras64B, which encodes a small GTPase, is expressed in the mesodermal cells concurrently as caps. Finally, a gain-of-function study with the constitutively active Ras64B suggests that Ras64B presumably functions downstream of Caps. All these results suggest consistently that the small GTPase Ras64B binds specifically to the Caps intracellular domain and may thereby mediate the guidance function of Caps.