Leishmania Promastigotes Lack Phosphatidylserine but Bind Annexin V upon Permeabilization or Miltefosine Treatment

The protozoan parasite Leishmania is an intracellular pathogen infecting and replicating inside vertebrate host macrophages. A recent model suggests that promastigote and amastigote forms of the parasite mimic mammalian apoptotic cells by exposing phosphatidylserine (PS) at the cell surface to trigger their phagocytic uptake into host macrophages. PS presentation at the cell surface is typically analyzed using fluorescence-labeled annexin V. Here we show that Leishmania promastigotes can be stained by fluorescence-labeled annexin V upon permeabilization or miltefosine treatment. However, combined lipid analysis by thin-layer chromatography, mass spectrometry and 31 P nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy revealed that Leishmania promastigotes lack any detectable amount of PS. Instead, we identified several other phospholipid classes such phosphatidic acid, phosphatidylethanolamine; phosphatidylglycerol and phosphatidylinositol as candidate lipids enabling annexin V staining.

Mechanical loading induces the expression of a Pol I regulon at the onset of skeletal muscle hypertrophy

von Walden F, Casagrande V, Ostlund Farrants AK, Nader GA. Mechanical loading induces the expression of a Pol I regulon at the onset of skeletal muscle hypertrophy. Am J Physiol Cell Physiol 302: C1523-C1530, 2012. First published March 7, 2012; doi:10.1152/ajpcell.00460.2011.-The main goal of the present study was to investigate the regulation of ribosomal DNA (rDNA) gene transcription at the onset of skeletal muscle hypertrophy. Mice were subjected to functional overload of the plantaris by bilateral removal of the synergist muscles. Mechanical loading resulted in muscle hypertrophy with an increase in rRNA content. rDNA transcription, as determined by 45S pre-rRNA abundance, paralleled the increase in rRNA content and was consistent with the onset of the hypertrophic response. Increased transcription and protein expression of c-Myc and its downstream polymerase I (Pol I) regulon (POL1RB, TIF-1A, PAF53, TTF1, TAF1C) was also consistent with the increase in rRNA. Similarly, factors involved in rDNA transcription, such as the upstream binding factor and the Williams syndrome transcription factor, were induced by mechanical loading in a corresponding temporal fashion. Chromatin immunoprecipitation revealed that these factors, together with Pol I, were enriched at the rDNA promoter. This, in addition to an increase in histone H3 lysine 9 acetylation, demonstrates that mechanical loading regulates rRNA synthesis by inducing a gene expression program consisting of a Pol I regulon, together with accessory factors involved in transcription and chromatin remodeling at the rDNA promoter. Altogether, these data indicate that transcriptional and epigenetic mechanisms take place in the regulation of ribosome production at the onset of muscle hypertrophy.

Biomimese biologischer Membranen: Konzeptionierung, Synthese und biophysikalische Charakterisierung einer Hierarchie festkörpergestützter Mimikry biologischer Membranen

Im Rahmen dieser Arbeit wurden drei neue Modelle zur funktionellen Mimiese biologischer Membranen im Bereich der Bionanotechnologie entwickelt. Um den Rahmen der notwendigen Faktoren und Komponenten für biomimetische Membranmodelle abzustecken, wurde das biologische Vorbild im Bezug auf Zusammensetzung, Organisation und Funktion analysiert. Die daraus abgeleiteten Erkenntnisse erlauben das Erreichen von biologisch relevanten Membranwiderständen im Bereich von mehreren MOhm cm2 und eine gute lokale Fluidität. Ein weiteres Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung einer Hierachie unterschiedlich stark von der Festkörperoberfläche entkoppelter Membranen zur Vergrößerung des submembranen Raumes. Diese Ziele konnten realisiert werden. Das auf archaealen Etherlipiden basierende DPTL-System wurde analog dem biologischen Vorbild stereoselektiv synthetisiert und ist in der Lage die Membran bei maximaler Elongation des TEG-Spacers mit mehr als 2 nm von der Oberfläche zu entkoppeln. Die erzielten Wiederstände liegen im hohen ein- bis zweistelligen MOhm-Bereich, die Kapazität entspricht mit 0,5 µF cm-2 ebenfalls dem Wert biologischer Membranen. Die Membraneigenschaften wurden mit Hilfe von SPS, EIS, IR-Spektroskopie, QCM, AFM und Kontaktwinkelmessungen charakterisiert. Die Funktionalität und lokale Fluidität der DPTL-Membran konnte anhand des Valinomycin vermittelten K+-Transports über die Membran gezeigt werden. Fluide Elektroden oder laterale Verdünnung mit TEGL erlauben den Einbau größerer Ionenkanäle. Lipo-Glycopolymere (LGP) mit unterschiedlichen Kettenlängen wurden mit Hilfe der kontrollierten radikalischen Polymerisation mit einer PD < 1.2 synthetisiert. Es zeigte sich, daß die Vororientierung der LGPs auf dem LB-Trog, gefolgt von einem LB-Übertrag auf einen funktionalisierten Träger mit photoreaktivem SAM, nach Belichten des Systems zu einer verlässlichen kovalenten Anbindung der supramolekularen LGP-Architektur führt. Da die Lipo-Glycopolymerketten am Glycopolymerterminus nur mit oberflächennahen Repetiereinheiten an die photoaktivierte Oberfläche binden, sind sie in der Lage Oberflächenrauhigkeiten des Festkörpersubstrates auszugleichen. Die photochemische Immobilisierung von funktionell orientierten supramolekularen LGP-Architekturen auf Goldoberflächen resultiert in tBLMs mit großen vertikalen Enkopplungen der Membran von der Festkörperoberfläche (>8 nm). Der funktionelle Ionentransport von Kaliumionen durch Valinomycin zeigt eine ausreichende lokale Fluidität der Membran die mit einem guten Membranwiderstand (mehrere MOhm) kombiniert ist. Große Membran-Oberflächenentkopplungen konnten mit Hilfe plasmapolymerisierter elektrophiler Polymere erreicht werden. Filmdicken von 50 nm sind mit homogener Oberfläche und Rauhigkeiten im Bereich von Nanometern möglich. Das System zeigt interessante fluide Eigenschaften mit guten Erholungsraten bei FRAP-Experimenten (Diffusionskonstanten von etwa 17 mikro m2 s-1). Die elektrischen Eigenschaften liegen mit Widerständen von wenigen kOhm unterhalb der für gute Membranmimikrie notwendigen Werte. Erstmalig konnte gezeigt werden, daß mit Hilfe dieser Methode inerte Polymere/Plastikträger (zum Beispiel Polypropylen und TOPAS) in effizienter Weise kovalent mit reaktiven Polymeroberflächen modifiziert werden können (Anwendung als DNA-Chip ist beschrieben).

Thermal fluctuations and boundary conditions in the lattice Boltzmann method

The lattice Boltzmann method is a popular approach for simulating hydrodynamic interactions in soft matter and complex fluids. The solvent is represented on a discrete lattice whose nodes are populated by particle distributions that propagate on the discrete links between the nodes and undergo local collisions. On large length and time scales, the microdynamics leads to a hydrodynamic flow field that satisfies the Navier-Stokes equation. In this thesis, several extensions to the lattice Boltzmann method are developed. In complex fluids, for example suspensions, Brownian motion of the solutes is of paramount importance. However, it can not be simulated with the original lattice Boltzmann method because the dynamics is completely deterministic. It is possible, though, to introduce thermal fluctuations in order to reproduce the equations of fluctuating hydrodynamics. In this work, a generalized lattice gas model is used to systematically derive the fluctuating lattice Boltzmann equation from statistical mechanics principles. The stochastic part of the dynamics is interpreted as a Monte Carlo process, which is then required to satisfy the condition of detailed balance. This leads to an expression for the thermal fluctuations which implies that it is essential to thermalize all degrees of freedom of the system, including the kinetic modes. The new formalism guarantees that the fluctuating lattice Boltzmann equation is simultaneously consistent with both fluctuating hydrodynamics and statistical mechanics. This establishes a foundation for future extensions, such as the treatment of multi-phase and thermal flows. An important range of applications for the lattice Boltzmann method is formed by microfluidics. Fostered by the "lab-on-a-chip" paradigm, there is an increasing need for computer simulations which are able to complement the achievements of theory and experiment. Microfluidic systems are characterized by a large surface-to-volume ratio and, therefore, boundary conditions are of special relevance. On the microscale, the standard no-slip boundary condition used in hydrodynamics has to be replaced by a slip boundary condition. In this work, a boundary condition for lattice Boltzmann is constructed that allows the slip length to be tuned by a single model parameter. Furthermore, a conceptually new approach for constructing boundary conditions is explored, where the reduced symmetry at the boundary is explicitly incorporated into the lattice model. The lattice Boltzmann method is systematically extended to the reduced symmetry model. In the case of a Poiseuille flow in a plane channel, it is shown that a special choice of the collision operator is required to reproduce the correct flow profile. This systematic approach sheds light on the consequences of the reduced symmetry at the boundary and leads to a deeper understanding of boundary conditions in the lattice Boltzmann method. This can help to develop improved boundary conditions that lead to more accurate simulation results.

Das moderne Buch: Harry Graf Kesslers Ästhetik der Lebenskunst im Spiegel der Großherzog Wilhelm Ernst Ausgabe deutscher Klassiker

Die Großherzog Wilhelm Ernst Ausgabe deutscher Klassiker wurde seit 1904 bis in die Zwanziger Jahre hinein im Insel Verlag in Leipzig publiziert. Die Buchreihe hat nicht nur für den Verlag und die Druckerei Poeschel in der sie gedruckt wurde eine ganze Reihe von Neuerungen nach sich gezogen, auch für den deutschen Buchmarkt hat die Klassikerausgabe einen Meilenstein bedeutet. Sie hat einige Eigenschaften des Taschenbuches vorweggenommen. Sie orientierte sich an der Qualität bibliophiler Buchpublikationen, aber war dennoch preislich erschwinglich. Zeitgenössische Klassikerausgaben erschienen zumeist mit einem Kommentar. Nicht so die Großherzog Wilhelm Ernst Ausgabe. Der Text wurde zwar von führenden Wissenschaftlern editiert, aber sie war dennoch unkommentiert. Der Text war in einer Jenson-Antiqua gesetzt obwohl die Debatte um individuell gestaltete Künstlerschriften und die Diskussion um die als deutsche Schrift begriffene Fraktur unter den wichtigsten Protagonisten des deutschen Buchgewerbes ihren Höhepunkt noch nicht erreicht hatte. Ziel für die Klassikerausgabe war darüber hinaus, das zur Jahrhundertwende leicht angestaubte Image der Stadt Weimar aufzupolieren. Über das Patronat des Großherzogs hinaus hätte man die Gewinne aus dem Verkauf der Bücher der Permanenten Ausstellung für die Anschaffung von modernen Kunstobjekten zur Verfügung stellen wollen, die unter der Leitung von Harry Graf Kessler stand. Sieht man den Inhalt der Werke der in der Klassikerreihe erschienen Dichter Goethe, Schiller und Körner in einem ästhetischen Kontext mit dem der Philosophen Schopenhauer und Kant, wird im Spiegel der Formalästhetik der Klassikerausgabe Graf Kesslers Bildungs- und Kulturbegriff erkennbar, der sich in den Jahren nach der Jahrhundertwende zu seinem Lebenskunstideal verdichtete. Der zerrütteten Existenz der Zeitgenossen, wie Friedrich Nietzsche sie beschrieben hatte, sollte der Inhalt der Ausgabe in seiner modernen Form eine moderne Wertehaltung entgegensetzen. Die Lektüre der Klassiker sollte den deutschen Philister „entkrampfen“ und ihm ein Stück der verloren geglaubten Lebensfreude wieder zurück bringen, in dem dieser auch die Facetten des Lebensleids als normal hinnehmen und akzeptieren lernte. Die Klassikerausgabe repräsentierte aus diesem Grund auch den kulturellen und politischen Reformwillen und die gesellschaftlichen Vorstellungen die der Graf für ein modernes Deutschland als überfällig erachtete. Die Buchreihe war aus diesem Grund auch ein politisches Statement gegen die Beharrungskräfte im deutschen Kaiserreich. Die Klassikerreihe wurde in der buchhistorischen Forschung zwar als bedeutender Meilenstein charakterisiert und als „wichtiges“ oder gar „revolutionäres“ Werk der Zeit hervorgehoben, die Ergebnisse der Forschung kann man überspitzt aber in der Aussage zusammenfassen, dass es sich bei der Großherzog Wilhelm Ernst Ausgabe um einen „zufälligen Glückstreffer“ deutscher Buchgestaltung zu handeln scheint. Zumindest lassen die Aussagen, die bisher in dieser Hinsicht gemacht wurden, keine eindeutige Einordnung zu, außer vielleicht der, dass die Klassiker von der englischen Lebensreform inspiriert wurden und Henry van de Velde und William Morris einen Einfluss auf ihre äußere Form hatten. Gerade die Gedankenansätze dieser Beiden nutzte Graf Kessler aber für eigene Überlegungen, die ihn schließlich auch zu eigenen Vorstellungen von idealer Buchgestaltung brachten. Da für Kessler auch Gebrauchsgegenstände Kunst sein konnten, wird das Konzept der Klassikerausgabe bis zur Umsetzung in ihrer `bahnbrechenden´ Form in das ideengeschichtliche und ästhetische Denken des Grafen eingeordnet. Die Klassiker werden zwar in buchhistorischen Einzeluntersuchungen bezüglich ihrer Komponenten, dem Dünndruckpapier, ihrem Einband oder der Schrifttype exponiert. In buchwissenschaftlichen Überblicksdarstellungen wird ihr Einfluss hingegen weniger beachtet, denn verschiedene Kritiker bezogen sie seit ihrem ersten Erscheinen nicht als deutsches Kulturgut mit ein, denn sie lehnten sowohl die englischen Mitarbeiter Emery Walker, Edward Johnston, Eric Gill und Douglas Cockerell wie auch ihre Gestaltung als „welsche“ Buchausgabe ab. Richtig ist, die Großherzog Wilhelm Ernst Ausgabe hatte dieselbe Funktion wie die von Graf Kessler in Weimar konzipierten Kunstausstellungen und die dortige Kunstschule unter der Leitung seines Freundes Henry van de Velde. Auch das für Weimar geplante Theater, das unter der Leitung von Hugo von Hofmannsthal hätte stehen sollen und die Großherzog Wilhelm Ernst Schule, hätten dieselben Ideen der Moderne mit anderen Mitteln transportieren sollen, wie die Großherzog Wilhelm Ernst Ausgabe deutscher Klassiker.

Der Wille zur Form - ein ästhetisch-anthropologischer Diskurs

Die vorliegende Arbeit untersucht die Formästhetik im Kunstdenken der Moderne. Bedeutend ist, dass im Zusammenhang mit der Formästhetik meist auch gewisse ästhetische Anthropologieentwürfe entstehen. In Ermangelung geeigneter Definitionsansätze wird die Form, frei von Vordeutungen, als dynamisches Konstrukt betrachtet. Dementsprechend verändert sich auch der Blick auf die anthropologischen Konzepte der untersuchten Texte. Bei allen behandelten Autoren wird deutlich, dass der Verlust absoluter Werte, der sich in der Moderne immer weiter ausdifferenziert, zum Fundament der Kunstanschauung wird. Der Mensch ist einer gewissen Tragik ausgeliefert: Er ist fortan Schöpfer der eigenen Realität, aber auch immer an die Materie gebunden. Dies führt zu einer Widersprüchlichkeit des menschlichen Daseins, für das eine ‚reine Identität’ nicht erreichbar ist. Die Befreiung von der menschlichen Zerissenheit kann scheinbar durch die ästhetische Betrachtung erlangt werden. Die künstlerische Formgebung entlastet von der widersprüchlichen menschlichen Realität und die Kunst wird zum Ideal der Freiheit. Mittels der schöpferischen Kraft kann der Mensch ein Bild seiner Menschlicheit formen und bestimmen. Der künstlerischen Form wird der Stellenwert eines Mythos zugeordnet. Eine solche Kunstanschauung birgt Gefahren, denn mit der Erhebung in den Stand eines Mythos wird sie zum absoluten Welterklärungsmodell oder gar zur Ideologie. Tatsächlich fehlt jedoch jegliche ethische Untermauerung in der Lebenswirklichkeit. Die ausgewählten Autoren beleuchten den Diskurs und die ihm innewohnenden Gefahren auf unterschiedliche Art und Weise: Friedrich Schiller, die Denker der Frühromantik, Arthur Schopenhauer, Friedrich Nietzsche, Gottfried Benn, Thomas Mann, Theodor W. Adorno, Elias Canetti und die Denker der Postmoderne. Der subversive Einfluss der unterschiedlichen Formentwürfe wird bei mehr als einem Autor deutlich. Daher ist die Frage, wie eine ideologische Vereinnahmung dieser Ideenkonstrukte verhindert werden kann. Dies führt zu einer Neudefinition der Formästhetik. Neuer Fixpunkt muss die Realität des Denkens sein, d.h. Realität und Idee dürfen nicht im Kontrast, sondern müssen in Relation betrachtet werden, denn schließlich ist es diese Relation, die den Menschen zu bestimmen scheint. Die Distanz von Ästhetik und Realität muss bewusst und kritisch hinterfragt werden, um zu einer ‚Ästhetik des Negativen’ zu führen.

Der Alpenkönig und der Menschenfeind: analisi del tedesco austriaco nel teatro dell’Ottocento

Questo lavoro si basa su una delle varietà del tedesco, lingua pluricentrica, e , in particolare, sul tedesco austriaco. L'analisi verrà fatta su un testo di teatro austriaco dell'Ottocento. Si traccerà, quindi, un breve profilo dell’autore, Ferdinand Raimund, e del periodo storico-culturale in cui questo pezzo teatrale si inserisce, l’Alt-Wiener Volkstheater. Si rivolgerà poi l’attenzione sul testo in particolare scelto,"Der Alpenkönig und der Menschenfeind", fornendo una breve descrizione della trama e degli aspetti simbolici principali. Successivamente si passerà all’analisi vera e propria dei tratti del tedesco austriaco più ricorrenti e significativi del testo, cercando di attingere da più campi (fonologia, morfologia, sintassi, lessico e pragmatica). Infine, prima di trarre le conclusioni, si dedicherà una parte del lavoro anche al linguaggio aulico e del XIX secolo e a quello tipico letterario.

Combined meropenem and linezolid as a systemic treatment for postoperative endophthalmitis

PURPOSE The aim of this study was to evaluate the antibiotic treatment of postoperative endophthalmitis with combined systemic meropenem and linezolid. METHODS A retrospective analysis of endophthalmitis treated with systemic meropenem and linezolid compared to conventional systemic antibiotics by evaluation of outcome and adverse effects was carried out. RESULTS 26 patients with unilateral postoperative endophthalmitis with a systemic combination regimen of meropenem (2 g TID, mean duration of treatment 5.5 days) and linezolid (600 mg BID, mean duration of treatment 8.9 days) (group 1, mean follow-up time 140 days) were included in this study and compared to 45 postoperative endophthalmitis patients treated with conventional systemic antibiotics (group 2; mean follow-up time 320 days). In group 1, 69.2 % of eyes additionally received intravitreal amikacin and vancomycin (vs. 24.4 % in group 2; p < 0.001), in 92.3 % pars plana vitrectomy was performed (vs. 68.9 % in group 2, p = 0.047). Mean best corrected visual acuity improved from a baseline of 1.76 logMar for group 1 and 1.83 logMar for group 2 to 0.91 logMar (p = 0.0001) and 0.90 logMar (p < 0.0001), respectively, at the end of the follow-up, revealing no significant differences between the two groups at any time point (p > 0.05). Ocular complications were observed in 34.6 % of eyes in group 1 (vs. 37.8 % in group 2; p > 0.05). Adverse drug effects occurred significantly more frequently in group 1 (26.9 % vs. 4.4 % p = 0.02). CONCLUSION In spite of the reported better penetration through the blood-ocular barrier and the broader antibacterial spectrum of meropenem and linezolid, no benefit in outcome was found in the present study. In contrast, adverse effects and costs of the combination regimen were significantly higher.

Pulsatile shear and Gja5 modulate arterial identity and remodeling events during flow-driven arteriogenesis

In the developing chicken embryo yolk sac vasculature, the expression of arterial identity genes requires arterial hemodynamic conditions. We hypothesize that arterial flow must provide a unique signal that is relevant for supporting arterial identity gene expression and is absent in veins. We analyzed factors related to flow, pressure and oxygenation in the chicken embryo vitelline vasculature in vivo. The best discrimination between arteries and veins was obtained by calculating the maximal pulsatile increase in shear rate relative to the time-averaged shear rate in the same vessel: the relative pulse slope index (RPSI). RPSI was significantly higher in arteries than veins. Arterial endothelial cells exposed to pulsatile shear in vitro augmented arterial marker expression as compared with exposure to constant shear. The expression of Gja5 correlated with arterial flow patterns: the redistribution of arterial flow provoked by vitelline artery ligation resulted in flow-driven collateral arterial network formation and was associated with increased expression of Gja5. In situ hybridization in normal and ligation embryos confirmed that Gja5 expression is confined to arteries and regulated by flow. In mice, Gja5 (connexin 40) was also expressed in arteries. In the adult, increased flow drives arteriogenesis and the formation of collateral arterial networks in peripheral occlusive diseases. Genetic ablation of Gja5 function in mice resulted in reduced arteriogenesis in two occlusion models. We conclude that pulsatile shear patterns may be central for supporting arterial identity, and that arterial Gja5 expression plays a functional role in flow-driven arteriogenesis.

Granulomatous uveitis and congenital cataract: a rare association

The association of a granulomatous uveitis and congenital cataract and is rarely observed in newborn children. We describe the history of two patients presenting simultaneously with these two features in the absence of a TORCH infection.

Accidental infection of veterinary personnel with Mycobacterium tuberculosis at necropsy: a case study

Mycobacterium tuberculosis is the main cause of human tuberculosis. Infection in companion animals is mainly acquired from close contact to a diseased human patient and hence rarely diagnosed in countries with low tuberculosis incidence rates. Therefore the general awareness of the disease might be low. Here we report the potential risk of infection for veterinary personnel with M. tuberculosis during the clinical and pathological examination of a dog with unexpected disseminated tuberculosis. The dog had presented with symptoms of a central nervous system disease; rapid deterioration prevented a complete clinical workup, however. Post-mortem examination revealed systemic mycobacteriosis, and M. tuberculosis was identified by PCR amplification of DNA extracts from paraffin-embedded tissue sections and spoligotyping. Contact investigations among the owners and veterinary personnel using an IFN-? release assay indicated that the index dog did not infect humans during its lifetime. Serological and IFN-? release assay results of one of two cats in direct contact with the index dog, however, suggested that transmission of M. tuberculosis might have occurred. Importantly, all three pathologists performing the necropsy on the dog tested positive. Accidental infection was most likely due to inhalation of M. tuberculosis containing aerosols created by using an electric saw to open the brain cavity. As a consequence routine necropsy procedures have been adapted and a disease surveillance program, including tuberculosis, has been initiated. Our results highlight the importance of disease awareness and timely diagnosis of zoonotic infectious agents in optimizing work safety for veterinary personnel.