Bitterstoffe sind ubiquitar in der Natur und unserer taglichen Umwelt verbreitet und zeichnen sich durch eine ausgesprochen hohe chemische Diversitat aus (Barratt-Fornell et al., 2002; Belitz und Wieser, 1985; Biere et al.; 2004; DuBois et al., 2008; Edreva et al., 2008). Es wird angenommen, dass sich die Bittergeschmackswahrnehmung als eine Warnfunktion vor sich in der Nahrung befindlichen gesundheitsschadlichen Stoffen entwickelt hat (Lindemann, 1996). Die Wahrnehmung der Bitterstoffe erfolgt uber 25 G-Protein gekoppelte Rezeptoren, von denen sich die bis dato 21 deorphanisierten TAS2Rs (taste 2 receptor) durch ein individuelles Agonistenspektrum auszeichnen (Meyerhof et al., 2010a). Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass fast die Halfte der Testverbindungen mehr als einen TAS2R aktvierten (Meyerhof et al., 2010). In einer Studie von Brockhoff und Kollegen (2011) wurden zwei Substanzen gefunden, welche sowohl als Agonisten sowie auch als Antagonisten verschiedener Bittergeschmacksrezeptoren identifiziert wurden (Brockhoff et al., 2011). In Anknupfung an diese Resultate sollte untersucht werden, ob bei Bitterstoffen das gleichzeitige fungieren als Antagonist und Agonist unterschiedlicher Teilmengen von Bittergeschmacksrezeptoren ein haufiges Phanomen darstellt. Dazu wurden 52 Substanzen als Antagonisten auf acht Rezeptoren (TAS2R9, -R10, -R14, -R16, -R38, -R43, -R46, -R50), welche aufgrund ihrer unterschiedlichen Eigenschaften ausgewahlt wurden, untersucht. Mittels heterologer Expression der TAS2Rs in HEK 293T-Zellen, welche stabil mit der GProtein Gα16gust44-Unterheit transfiziert waren, wurden funktionelle Calciumanalysen durchgefuhrt. Dabei wurde die Hohe der relativen Fluoreszenzsignale zwischen der alleinigen Applikation des Agonisten und der simultanen Zugabe des Agonisten und der Testsubstanzen verglichen. In der vorliegenden Arbeit konnten 20 bisher unbekannte Antagonisten von humanen Bittergeschmacksrezeptoren identifiziert werden. Diese zeigten zumeist eine individuelle Auspragung der inhibitorischen Potenz und Effizienz auf die Rezeptoren, wobei acht Substanzen auf mehr als einen TAS2R als Antagonisten wirkten. Drei Substanzen (Chloroquin, Allylisothiocyanat, Phenanthrolin) konnten als breitbandig wirkende Inhibitoren identifiziert werden, welche das Agonisten-induzierte Calciumsignal von sechs bis acht Bittergeschmacksrezeptoren reduzierten. Dosis-Wirkungs-Experimente zeigten, dass Chloroquin (auf TAS2R16 und -R38) und Phenanthrolin (auf TAS2R10 und -R46) als insurmountable Antagonisten fungierten. Auf TAS2R50, fur den nur zwei Agonisten bekannt sind (Meyerhof et al., 2010), zeigten 14 der Testsubstanzen ein antagonistisches Potential. Die Substanz Hardwickische Saure (FL101237) wurde auf alle 21 deorphanisierten TAS2Rs als Antagonist getestet. Auf 19 Rezeptoren zeigte FL101237 eine inhibitorische Wirkung, wobei das relative Fluoreszenzsignal von elf TAS2Rs durch die simultane Applikation des Agonisten und FL101237 vollstandig inhibiert wurde. Fur TAS2R1 stellte sich FL101237 als Agonist, fur TAS2R46 als partieller Agonist, heraus. Erstmalig konnte in der vorliegenden Arbeit in diesem Umfang gezeigt werden, dass Bittersubstanzen gleichzeitig als Agonisten und Antagonisten verschiedener teils uberlappender Teilmengen von Bittergeschmacksrezeptoren fungieren konnen. Das Ligandenspektrum der TAS2Rs ist vermutlich groser als bisher angenommen und die Ergebnisse dieser Arbeit zeichnen ein neues Bild der Komplexitat der Bittergeschmacksstoffwahrnehmung. Es scheint, dass der evolutionare Druck Bittersubstanzen zu erkennen zu der Ausbildung der Vielzahl an Rezeptoren mit uberlappenden Agonistenspektren gefuhrt hat, um sicher zu stellen, dass toxische Substanzen auch vermengt mit Bitterinhibitoren erkannt werden (Behrens und Meyerhof, 2013). Antagonisten des Bittergeschmacks konnten nicht nur dazu beitragen die Verbraucherakzeptanz von gesunden Lebensmitteln und Medikamenten zu erhohen, sondern auch als mechanistische Werkzeuge zum gezielten Ausschalten einzelner oder Teilgruppen von TAS2Rs zur weiterer Aufklarung der Bittergeschmackswahrnehmung eingesetzt werden.

Photoperiod stress is a novel type of abiotic stress in plants caused by a prolongation of the light period. It has been reported that plants require a functional circadian clock as well as a functional cytokinin synthesis, metabolism and signaling to cope with photoperiod stress. Within this thesis, additional factors influencing the sensitivity to photoperiod stress have been investigated. In the first chapter of this work, plants that are either unable to synthesize tZ-type cytokinins (cypDM) or transport them from the root to the shoot (abcg14) were exposed to photoperiod stress. As indicated by an increased lesion formation, a reduced photosynthetic capacity, an altered expression of marker genes and an accumulation of H2O2, these plants were more sensitive to a prolongation of the light period. Further experimental evidence for the importance of these type of cytokinins was provided by watering of cypDM plants with tZ-type cytokinins which rescued the photoperiod stress phenotype. Moreover, cytokinin levels were monitored throughout photoperiod stress treatment and development of stress symptoms in wild-type plants and indicated that the treatment leads to a general cytokinin accumulation. Apart from cytokinin synthesis and transport, mutant analysis led to the identification of AHP2, AHP3 and AHP5 as key components of cytokinin signaling during photoperiod stress. In addition, indications for a complex regulatory mechanism of ARR2, ARR10 and ARR12 transcription factors during photoperiod stress have been collected and based on these, a model in which ARRs either interact with each other or with unknown factors has been proposed. In the second chapter, the photoperiod stress sensitivity of young and mature plants and leaves and the contribution of different tissues to the photoperiod stress response has been investigated. The photoperiod stress sensitivity of wild-type and ahk2ahk3 plants and leaves of different age and the photoperiod stress response of leaves on a single rosette was determined. Results indicated that with an increasing leaf and plant age the ability to cope with prolongations of the light period decreased. Furthermore, analysis of MIR156B and MIM172 overexpressors demonstrated that there is no influence of the leaf identity (juvenile vs. adult leaves) on the photoperiod stress response. Moreover, the exposure of plants tissue-specifically expressing CKX1 to photoperiod stress indicated that the vasculature and epidermis are crucial to regulate the sensitivity to photoperiod stress. Lastly, the molecular response to photoperiod stress in leaves and roots of wild type and ahk2ahk3 was compared and indicates that roots differ substantially in their response from leaves. In the third chapter, the importance of the phytohormones auxin, ethylene and GA in coping with photoperiod stress was investigated. Auxin and GA measurements in wild-type leaves, transcriptome analysis of wild-type and ahk2ahk3 leaves as well as mutant analysis hints at a protective function of ethylene and a photoperiod stress inducing the role of auxin. Strikingly, a partial loss of auxin perception in ahk2ahk3 caused a partial rescue of the photoperiod stress phenotype and thus indicates that an imbalance in auxin homeostasis might be causative for the increased photoperiod stress sensitivity of plants with a lowered cytokinin status.

CD4+ T cells differentiate into diverse cell lineages with distinct effector functions, based on their produced signature cytokines. Previous studies have reported that T helper (Th) cell subsets can adopt characteristics of two opposing T cell differentiation programs, resulting in a mixed so-called “hybrid” phenotype. It was shown that mice develop Th2/1 hybrid cells, co-expressing the Th2 and Th1 lineage-specifying transcription factors GATA-3+ and T-bet+ and Th2 cytokines together with IFN-γ+ in response to Th2-polarizing worm infections. This Th2/1 phenotype was stably maintained for months and caused lower immunopathology in murine models of type-1 and type-2 inflammation compared to conventional Th1 and Th2 cells. Type-2 immune responses are essential for protective immunity against parasitic worm infections, but also play a pathologic role in promoting acute and chronic inflammation. Based on these data, the first aim of this work was to detect and phenotypically characterize Th2 and Th2/1 cells in threadworm infections. Therefore, organs of mice and peripheral blood samples of Indian patients infected with threadworms were analyzed using flow cytometry. The second aim was to prove the existence of the hybrid phenotype in the non-parasitic, Th2-mediated inflammatory skin disorder atopic dermatitis (AD). Blood samples of European patients with AD were analyzed for the occurrence of Th2/1 cells alongside pro-inflammatory Th2 and Th22 cell subsets and regulatory Foxp3+ T cells, surveying whether the proportions of Th2/1 hybrid cells were linked to distinct manifestations of the disease. Furthermore, the effector function of human hybrid cells was examined in 3D skin equivalents mimicking the hallmarks of AD. This work demonstrates that the induction of Th2/1 cells in parasitic worm infections can be generalized to murine threadworm infections. While neither the time point of infection nor the parasite burden had a significant impact on hybrid frequencies, Th2/1 cell levels differed depending on the examined organ. This work shows for the first time that also the human peripheral CD4+ T cell pool comprises Th2/1 hybrid cells co-expressing Th2 and Th1 markers. A comparative analysis between the murine and human Th2/1 phenotype revealed similar (e.g. the lower Th2 cytokine production by Th2/1 compared to Th2 cells) but also species-specific differences (such as the stronger IFN-γ production by human Th2/1 cells). Moreover, the analysis of patients with AD demonstrated that the majority of circulating Th2/1 cells lacked the skin-homing marker CLA. In contrast, especially in severe AD patients, pro-inflammatory Th2 and Th22 subsets were enriched in the skin-homing CLA+ subpopulation. Finally, co-cultures of in vitro generated Th2 or Th2/1 cells with skin models mimicking the hallmarks of AD suggest that the Th2/1 hybrid phenotype is a poor inducer of skin inflammation. In conclusion, the CD4+ T cell pool of mice and humans comprises Th2/1 cells displaying species-specific features, but most likely sharing a poor capacity for supporting Th2-associated inflammatory reactions. Future investigations will show whether Th2/1 cells ‘passively’ regulate Th2 responses due to their lower Th2 cytokine expression or actively cross-regulate an overt Th2 bias by e.g. the expression of IFN-γ and thus, whether Th2/1 cells can be used as a therapeutic tool in Th2 driven diseases.

Surface-enhanced Raman scattering (SERS) is a powerful technique to enhance the Raman intensity by several orders of magnitude. In SERS, the plasmonic near field of metal nanoparticles or rough metal surfaces enhances the incoming and scattered light of the Raman process. The first presented experimental results investigate the interaction of graphene suspended over gold nanodimers. Graphene has a constant Raman cross section in the visible spectrum and is therefore an excellent candidate to investigate the plasmonic resonance of gold dimers by Raman scattering. With wavelength-dependent Raman spectroscopy I was able to determine the plasmonic near-field resonance and compare it with the far-field resonance measured by dark-field measurements. In the second part I changed the Raman reporter to a resonant system, carbon nanotubes. I chose chirality enriched (7,5) nanotubes because their intrinsic resonance matches the resonance of the localized surface plasmon of the dimer. Polarizationdependent Raman measurements showed two maxima, one along the nanotube axis, and one along the dimer axis. Wavelength-dependent Raman measurements showed a narrower resonance if the nanotubes were plasmonically enhanced. The third part presents SERS measurements on sexithiophene molecules encapsulated in a CNT. The encapsulation has the major advantage that the molecules are protected from the environment. For SERS that means that no chemical enhancement is expected. I investigated the encapsulated molecules inside of a gold nanodimer gap and a reference without plasmonic enhancement. I was able to determine the intrinsic resonance of the encapsulated molecules and investigate the influence of the plasmonic near field. The last part gives an example for an application of SERS. I used a commercially available SERS substrate to perform Raman scattering experiments with an LED as excitation source. It was possible to unambiguously distinguish four different Raman reporters. The application of SERS substrates with LED excitation opens new possibilities for handheld Raman devices.

Community Acquired Pneumonia remains one of the front running causes of mortality worldwide, with Streptococcus pneumoniae being the leading causative pathogen. Neutrophils are the first types of various immune cells recruited to the sites of pulmonary bacterial infection in high numbers, acting rapidly to clear the pathogenic threat by mounting inflammation and exerting their effector functions. Uncontrolled neutrophil responses, however, may prove detrimental to the host due to the toxicity of neutrophil effector molecules and mechanisms, leading to host-cell-mediated tissue injury. MicroRNAs have in recent years described to play an important role in inflammatory processes, and microRNA-223 has been described to be highly expressed in hematopoietic cells, especially in mature neutrophils. In our findings, we sought to understand the relevance and importance of microRNA-223 in neutrophilic inflammation in a murine model of pneumococcal pneumonia. Through the analyses of Streptococcus pneumonia-infected wild-type and microRNA-223-deficient mice, we aimed at understanding the difference in the magnitude of the cellular immune response, inflammatory cytokine/chemokine profile, microRNA expression pattern and degree of tissue destruction/inflammation following infection.

Photoinduced charge flow in transition-metal (TM) complexes is a driving fundamental pro-cess in light-harvesting catalytic materials. Thus, interrogating the timescales and mechanisms of these processes- that occur on ultrafast timescales- helps to facilitate the development of efficient molecular devices, such as switches. Here, the electronic structure and excited-state dynamics of two prototypical TM complexes, ferricyanide [Fe(CN)6]3− and nitroprusside [Fe(CN)5NO]2−, were investigated as promising candidates as molecular switches. The associated time-dependent spectra of the ground and valence excited states and ultrafast kinetics are reported. These studies represent a necessary step towards establishing the ultrashort pulse extreme ultraviolet (XUV) time-resolved photoelectron spectroscopy (TRPES) technique as a means to investigate dynamic electronic structure in aqueous solution. Femtosecond TRPES was applied to investigate the isomerization of aqueous nitroprusside. Using ultrashort pump pulses at two different energies, different metal-to-ligand charge transfer (MLCT) excited states were populated, leading to different isomerization processes and final states. Photoisomerization triggered at 2.48 eV generated a metastable state, MS2, via rotation of the NO ligand by 90°. Similarly, 3.1 eV excitation induced a NO ligand rotation of 180°, and the formation of another metastable state, MS1. In both cases, the photoelectron yield was sensitive to this rotational isomerization. By probing the system with ultrashort XUV pulses (21st harmonic of 800 nm, 32.6 eV) the population dynamics of the MS1 and MS2 states were observed. The TRPES spectra highlighted a short-lived intermediate state on the way to the MS2 population. The complete rotation (90° rotation angle) was found to occur in less than 240 fs after photoexcitation. Further TRPES results highlight generation of the MS1 state (180°rotation angle) on a considerably longer timescale, ∼7.8 ps after optical excitation. In the ferricyanide studies, both femtosecond TRPES and UV/Vis transient absorption spectroscopy (TA) experiments were performed to investigate the ultrafast electronic dynamics. 32.6 eV and white light supercontinuum probes were used in the TRPES and TA experiments, respectively. A detailed investigation of the relaxation pathways following optical ligand-to-metal charge transfer (LMCT) excitation was, therefore, performed to obtain spectral and kinetic information on the energy- and charge-flow processes occurring in aqueous ferricyanide. Additionally, in the TRPES experiments, different polarization alignments of the pump and probe beams were used to investigate and identify the electronic dynamics. Both methods yielded information about the initial and subsequently populated electronic states. Strong evidence for spin-crossover followed by geometrical distortions due to vibronic interactions in the excited electronic states was observed. Electronic relaxation was found to occur on <200 fs timescales for the LMCT state and <1 ps for the subsequently populated ligand field, LF, state(s). In contrast, the repopulation of the ground state, via an additional unidentified excited state, ES, is considerably slower. The PES results corroborate previous findings, indicating an ES lifetime of 10-20 ps, while the TA results indicate lifetimes of ∼ 150 ps.

Thema der Dissertation ist die Mosaikkunst in der Region Syrien/ Palästina/ Jordanien („Levante“) von der Spätantike bis in frühislamische Zeit: Untersucht wurden die Beziehungen umajjadischer Mosaiken zu vorislamischen einerseits sowie zu den umajjadenzeitlichen Kirchenmosaiken andererseits. Fragestellungen waren: Was unterscheidet die Strukturen ihrer Ornamentik, was verbindet sie und kann man Gründe für Veränderungen benennen? Gibt es ein einheitliches Ornamentprogramm oder regionale Unterschiede? In welcher Hinsicht war der Ikonoklasmus wirksam? Fünf islamische Paläste mit 49 Mosaikfeldern wurden detailliert beschrieben und untersucht, elf vorislamische Fußböden mit 32 Mosaikfeldern, sowie zehn umajjadenzeitliche mit 22 Feldern. Nach historischer und deskriptiver Methode wurden die Mosaikfelder insgesamt, auch für ihre vegetabilen und figürlichen Motive analysiert, für die geometrischen Motive und Strukturen von Hauptfeldern und Bordüren auf der Grundlage der Klassifizierung des décor géométrique de la mosaïque romaine (RGDC), das bisher hauptsächlich für den westlichen Mittelmeerraum angewendet wurde und für periodenübergreifende Vergleiche geeignet ist. Die Analyse-Ergebnisse zeigen, dass die Mosaikkunst durchgehend florierte und dass unfigürliche neben figürlichen Motiven sowohl in vorislamischer wie in islamischer Zeit vorkommen, dass Technik und Darstellungsstil in beiden Perioden von unterschiedlicher Qualität waren, aber jedenfalls bis zu hohen Ansprüchen reichten. Bezüglich des Ikonoklasmus ergaben sie, dass figürliche Szenen nur in kirchlichen Mosaiken, sowohl an vorislamischen wie an islamzeitlichen, einer Zerstörung unterlagen, jedoch nicht alle und zu nicht näher eingrenzbaren Zeiten. Eine gewisse regionale Beziehung konnte zwischen den Mosaikornamenten islamischer Paläste und Kirchenböden in ihrer Umgebung für Jordanien festgestellt wurde. Figürliche Bildmotive sind nur auf drei islamischen Palästen erhalten, hingegen sind überall, auch an Wandmosaiken im Felsendom und in der Großen Moschee von Damaskus, zahlreiche vegetabile und geometrische Motive sowie architektonische Szenen dargestellt. Strukturale Beziehungen ließen sich nachweisen darin, dass keine Vereinheitlichung von Motiven der Bordüren und der Hauptfelder sowie bei mehreren Feldern auf einem Boden in vorislamischer wie in islamischer Zeit vorliegt. Motivisch bleibt die Unterscheidung, dass in Bordüren keine figürlichen Bilder vorkommen. Ferner erscheinen die Kombinationen von Bordüren- und Hauptfeldmotiven in vorislamischer Zeit vielfältiger – mit und ohne Wechsel von geometrischen und vegetabilen Motiven, während in umajjadischer Zeit sowohl Palast- wie Kirchenbodenmosaiken nur den Wechsel beider Motivgruppen zeigen. Nach den hier untersuchten Beispielen sind 46 % der geometrischen und vegetabilen Motive aus vorislamischer Zeit insgesamt übernommen worden, 30 % der figürlichen in den umajjadischen Palästen, 42 % in den umajjadenzeitlichen Kirchen. Bezüglich der Künstlersignaturen ergab sich, daß nur auf Kirchenböden in vorislamischer und umajjadischer Zeit solche vorkommen, nicht in den Palästen. Auf den gesamten Zeitraum vom 1. bis 8. Jahrhundert bezogen ist die Entwicklung von ornamentalen Motiven und der Wechsel der Bildthemen natürlich erheblich, insbesondere vom 4. zum 7.Jh. von mythologischen zu christlichen bzw. symbolhaften Themen. Von vorislamischer zu islamischer Zeit bleibt aber ein gewisser Zusammenhang der Darstellungen, sowohl bezüglich der christlichen Sakralbauten wie der umajjadischen Paläste. Außerdem ist ein Zusammenhang der Mosaikkunst zu gewissen Teilen der ornamentalen Wandmalerei in Palästen (Qusayr Amra) und den wenigen Beispielen der Buchmalerei aus dieser Zeit zu erkennen. Es wird daher vermutet, dass die Künstler auf illustrierte Bücher bzw. Skizzenbücher zurückgriffen. Der Vergleich der umajjadischen Darstellungen mit denen aus vorislamischer Zeit vermittelt den Eindruck technischer und künstlerischer Reife in Konzeption und Ausführung. Die Studie zeigt, dass in Palästina und Jordanien vom 5. bis 7. Jahrhundert verschiedene Mosaikwerkstätten tätig waren. Weder die Ornamentik noch die figürlichen Szenen lassen ein besonderes handwerkliches Geschick oder originelle Konzeptionen der Künstler erkennen, aber einen deutlichen Zusammenhang mit den Mosaikwerkstätten anderer Provinzen. Die Darstellung ornamentaler Motive ändert sich im Verlauf des 7. Jahrhunderts, viele Motive verschwinden aus dem Repertoire. Da die übrigen jedoch in umajjadische Darstellungen übernommen werden, werden zwei Schlüsse für deren Deutung aufgestellt: Wenn, wie im Fall der Wandmalereien von Qusayr Amra, eine zusammenhängende Szene mit Inschriften erläutert wird, ist die Bedeutung sicher; andernfalls ist es wahrscheinlich, dass die ursprüngliche Bedeutung mit der Darstellungsart figürlicher Motive übernommen wurde und die Künstler ihre Tradition fortsetzen konnten.

Ecosystems worldwide are undergoing drastic changes caused by the intentional and unintentional transfer of species between them. This anthropogenic process has accelerated within the last centuries, creating novel ecosystems which harbor species assemblages devoid of a shared evolutionary history. When novel organisms interact with their new environment and the members of the invaded community, they often exhibit different or even new traits compared to established species. These interactions can thus be difficult to predict, and they can have far-reaching consequences on biotic and abiotic components of the ecosystem. Especially differences in trophic interactions and behaviors can cause the most severe repercussions of species invasions. Therefore, a deeper understanding of the mechanisms underlying the invasion process informs general ideas of community assembly and can help predict potential invasions and the risks associated with it. To gain an understanding of the interactions within novel communities, this dissertation combines empirical and theoretical approaches from the fields of community, invasion and behavioral ecology. The first chapter of the thesis presents a framework for risk assessments of novel organisms based on trophic interactions. A fundamental ecological principle, the functional response (i.e. the per-capita consumption rate as a function of resource density) is used to identify and quantify trophic traits of novel organisms linked to invasion success. The new approach presented in this chapter prioritizes and selects subsets of trophic links within the system in question and demonstrates the application of functional responses while including multiple potential interaction partners in the invaded system. The invasion of marbled crayfish Procambarus virginalis into Germany and a resident non-native congener (spiny-cheek crayfish Faxonius limosus) are used to illustrate the framework. However, the framework is applicable to a variety of novel organisms and invasion scenarios. The second chapter implements the framework from Chapter 1 by executing the aforementioned example within a laboratory study and the parameterization of a mechanistic functional response model. Predator-prey interactions between the crayfish species and individuals feeding on a key aquatic primary consumer (Dreissena spp.) are examined in great detail to mechanistically explain trophic-trait differences. Data from video-recordings of foraging and feeding events are used to model and predict functional responses from independently derived predation parameters. In addition, modeled and empirically observed functional responses are linked to individual behavioral traits. Furthermore, this chapter demonstrates and discusses the explanatory power of the predation parameters on functional responses. The third chapter assesses and compares behavioral traits that are important for the invasion success of crayfish species. Individual traits related to interspecific interactions – such as agonistic behavior between two crayfish and the response to predators, but also activity, which is related to foraging – are tested therein. In addition, correlations between behaviors, or so-called behavioral syndromes, are evaluated. This chapter also compares behavioral differences between naïve aquarium and naturalized individuals of marbled crayfish, and discusses the overall importance of the observed behavioral traits for novel communities. In the fourth and final chapter, the prey-choice of marbled crayfish compared to that of established spiny cheek crayfish from field sites were investigated in the laboratory and contrasted with diet data from invaded lakes. Also, the trophic position and trophic niche size are determined to assess the ecological function of each species. To understand what resources the species use and which prey items or resources are mostly impacted, preferences and consumption rates were measured in predator-free environments and computed from stable isotopes of lake ecosystems. This part of the dissertation delivers insights into the in situ impacts of marbled crayfish in invaded food webs by highlighting particularly important interactions in an ecosystem context. My thesis provides a novel interaction framework applicable for risk assessments of novel organisms (Chapter 1). It advances fundamental principles of ecology and invasion biology by providing a detailed, mechanistic examination and modeling of predator-prey interactions (Chapter 2), including the behavioral aspects (Chapter 3) and the food web effects (Chapter 4) of the novel, invasive marbled crayfish and a functionally similar comparator species, the spiny-cheek crayfish.

This work tries to present the state of the art regulation regarding collective redress and consumers protection from a comparative view between Germany and Spain, within the European Union frame. It will include such procedures available from the General Civil Procedure perspective as well as other sectorial fields affecting consumers protections such as competition Law. This work will gather the dialectic between the defense of collective and individual goods as well as exploring the evolution of the civil Law in this matter. It will also include some reflexions and critics to the current consideration of consumers and competition protection under neoclassical economic models and will mention other economic schools and its proposals for a more comprehensive protection of the figure of consumers in a free market society.

Hybrid organic-inorganic metal halide perovskites (HOIPs) belong to a class of semiconductors which can be deposited with very high quality from solutions so that solar cells with high efficiencies can be prepared at relatively low temperatures. methylammonium lead iodide (MAPbI3) is an archetypical HOIP and served as a model system.

In this thesis, MAPbI3 perovskite films were prepared by a vacuum-assisted evaporation of solvent (vacuum-assisted treatment) after spin coating of precursor solutions in combination with a post-annealing process. The vacuum-assisted treatment allowed for realization of practically ideal boundary conditions for studying out-diffusion of solvents.

The influence of the dimethyl formamide (DMF)/dimethyl sulfoxide (DMSO) ratio, temperature and time on morphology, the band gap, exponential tails and performance of solar cells was studied. In general, higher DMSO proportion, higher temperature and longer vacuum-assisted treatment time resulted in lower efficiencies. At the given pressure of 60 Pa, optimum conditions for the vacuum assisted treatment were found (DMF:DMSO = 9:1, 30°C, 10 s). It was shown that efficiencies above 20% can be realized with vacuum-assisted treatment and short post-annealing at 120°C for solar cells based on MAPbI3.

A methodology was developed for the quantitative measurement of residual solvent molecules in MAPbI3 films by combining high resolution continuum source absorption spectrometry (HR-CSAS) and infrared spectroscopic ellipsometry (IRSE) and for diffusion analysis. For quantitative analysis, the area of the finger print peak of DMSO (S=O stretching mode, IRSE) was calibrated with the S/Pb molar ratio obtained by HR-CSAS.

The diffusion coefficient of DMSO in MAPbI3 is a superposition of two thermally activated processes with EA1, D01, EA2 and D02 are 0.6 eV, 10-11 cm²/s, 1.8 eV and 3.6x10-4 cm²/s, respectively, which can be assigned to activation of DMSO from loosely bonded complexes and from a trap site in the lattice of MAPbI3.

The methodology and the knowledge about vacuum-assisted treatment and out-diffusion of solvent molecules can be transferred to the investigation of other systems such as multi-cation HOIPs.

Im Rahmen dieser Arbeit wird der Fragebogen zur Erfassung studentischer Forschungskompetenzen (F-Komp) via Selbsteinschätzungen als ein Instrument zur fach- bzw. disziplinübergreifenden Evaluation Forschungsorientierter Lehre (FoL) vorgestellt. Dieses Instrument basiert auf dem RMRK-W-Modell mit seinen Dimensionen Recherche-, Methoden-, Reflexions- und Kommunikationskompetenzen sowie Fachliches Wissen, dem die Annahme von fach- bzw. disziplinübergreifend gemeinsamen Phasen des Forschungsprozesses zugrunde liegt. Das Modell kann darüber hinaus als Grundlage für die Gestaltung von Lernarrangements zur Förderung studentischer Forschungskompetenzen dienen. Durch diese Förderung im Rahmen von Forschungsorientierter Lehre kann ein Beitrag zur Stärkung des Research-Teaching-Nexus geleistet werden. Im theoretischen Rahmen dieser Arbeit werden studentische Forschungskompetenzen zuerst aus generischen, akademischen Kompetenzen abgeleitet, um anschließend deren domänenübergreifende Modellierung und Erfassung zu thematisieren. Danach folgt eine Darstellung von Merkmalen, welche die Förderung studentischer Forschungskompetenzen begünstigen sollten, und die Identifikation von Lehramtsstudierenden als eine besondere Zielgruppe für den Erwerb von Forschungskompetenzen für eine evidenzbasierte Praxis. Aus den theoretischen Überlegungen dieses Rahmens werden die beiden Forschungsfragen abgeleitet, welche in den drei empirischen Studien dieser Arbeit untersucht werden: (1) Können Forschungskompetenzen mit dem F-Komp valide erfasst werden? (2) Lassen sich Kompetenzen von Lehramtsstudierenden für eine evidenzbasierte Praxis in einer kompetenzmodellbasierten, forschungsorientierten Lernumgebung fördern? In Studie 1 wurde anhand einer Stichprobe von 391 Studierenden in Bachelor-, Master- und Promotionsstudiengängen aus unterschiedlichen Disziplinen die faktorielle Validität des F-Komp mittels konfirmatorischer Faktorenanalysen überprüft. Es zeigte sich, dass sich die fünf theoretischen Dimensionen des F-Komp auch empirisch abbilden ließen und zusätzlich zwölf Sub-Dimensionen identifiziert wurden, welche die Facetten des RMRK-W-Modells widerspiegeln und zum Teil kombinierten. In Studie 2 wurden unterschiedliche Erwartungen formuliert hinsichtlich der Fragen, ob mit dem F-Komp (1) keine allgemeinen Lern- und Studienkompetenzen erfasst werden, sowie (2) inwieweit das Instrument valide im Hinblick auf die gewählte Methodik der Selbsteinschätzung misst. Diese Annahmen zur konvergenten und diskriminanten Validität des F-Komp wurden überprüft anhand von drei Teilstichproben mit 536 Masterstudierenden aus unterschiedlichen Fächern (Teilstichprobe 1), 98 Lehramtsstudierenden im Master (Teilstichprobe 2) sowie 78 Lehramtsstudierenden im Master (Teilstichprobe 3). Es zeigte sich, dass mit dem F-Komp keine Lern- oder Studienkompetenzen erfasst werden. Darüber hinaus zeigten sich bis zu mittlere Zusammenhänge zu einem Kompetenztest, der bildungswissenschaftliche Forschungskompetenzen erfasst und hohe Zusammenhänge zu forschungsbezogenen Selbstwirksamkeitserwartungen. In Studie 3 wurde für Lehramtsstudierende ein Lernforschungsprojekt als eine forschungsorientierte Lernumgebung zur Förderung von Forschungskompetenzen für eine evidenzbasierte Praxis konzipiert und evaluiert. Diese modellbasierte Lernumgebung wurde in einem quasi-experimentellen Prä-Post-Design mit einem Kompetenztest zur Erfassung bildungswissenschaftlicher Forschungskompetenzen sowie mit dem F-Komp unter Berücksichtigung des Response-Shift-Phänomens evaluiert. Neben 36 Studierenden der Lernforschungsprojekte, die eine eigene Forschungsfrage bearbeiteten, konnte ein Seminar mit 23 Studierenden als Kontrollgruppe hinzugenommen werden, welches die Anwendung forschungsbasierten Wissens für die Lehr-Lernpraxis thematisiert. Die Ergebnisse zeigten, dass sich die Studierenden der jeweiligen Seminargruppen vor allem in denjenigen Bereichen unterschieden, die auf das Durchlaufen des Forschungsprozesses abzielten. Abschließend werden die Ergebnisse der drei Studien integrierend vor dem Hintergrund möglicher Einflussfaktoren diskutiert, maßgebliche Grenzen der Arbeit werden aufgezeigt, sowie Implikationen für Forschung und Praxis dargestellt.

Schätzungen der Weltgesundheitsorganisation zufolge sind zurzeit etwa 1,5 Milliarden Menschen weltweit mit Helminthen infiziert, wobei die Prävalenz vor allem in tropischen und subtropischen Regionen hoch ist. Helminthen sind in der Lage die Immunantwort des Wirts zu modulieren und damit die Wirksamkeit von Impfstoffen zu beeinträchtigen. In dieser Arbeit wurde die Differenzierung und Funktion von Th2/1-Hybridzellen im murinen gastrointestinalen Infektionsmodell Heligmosomoides polygyrus untersucht. H. polygyrus wird unter anderem als Modellorganismus für die humanpathogenen Hakenwürmern Necator americanus sowie Ancylostoma duodenale zur Erforschung der Immunantwort und der Entwicklung von Vakzinen gegen diese Wurmarten genutzt. In Helmintheninfektionen nachgewiesene Th2/1-Hybridzellen sind durch die Koexpression der Schlüsseltanskriptionsfaktoren und Zytokine von Th2- (GATA-3, IL-4, IL-5, IL-13) und Th1-Zellen (T-bet, IFN-g) gekennzeichnet. Die zentrale Fragestellung dieser Arbeit war, ob die Ausbildung von Th2/1-Hybridzellen ein regulatives Element der protektiven Th2-Immunantwort gegen Helminthen darstellt. Ein Hauptaugenmerk lag dabei auf der Rolle von Th2/1-Hybridzellen als IFN-g-Produzenten, da bereits früher in verschiedenen Infektionsmodellen mit Helminthen gezeigt werden konnte, dass eine erhöhte IFN-g Expression mit einer verminderten Kontrolle von Wurminfektionen einhergehen. In dieser Arbeit konnten folgende Charakteristika der Th2/1-Hybridzellantwort in Parasiteninfektionen gezeigt werden: Th2/1-Hybridzellen werden verstärkt in der Milz vorgefunden und stellen die dominante parasiten-spezifische IFN-g-Quelle in einer H. polygyrus Infektion dar. Es konnte gezeigt werden, dass Th2/1-Hybridzellen in vivo aus naiven CD4+ T-Zellen differenzieren können und die Differenzierung unabhängig von der Mikrobiota ist. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass IFN-g wichtig für die Differenzierung von Th2/1-Hybridzellen ist. Die Applikation von IFN-g früh während der Infektion führt zu einer verstärkten Th2/1-Hybridzellantwort sowie Parasitenfitness. Zudem werden Th2/1-Hybridzellen verstärkt in dem hochempfängliche Mausstamm C57BL/6 als im eher resistente Mausstamm BALB/c induziert. Weiterhin konnten Hinweise gefunden werden, dass die starken Th2/1-Hybridzellantworten die Polarisierung von alternativ aktivierten Makrophagen limitieren und damit die Fitness von H. polygyrus positiv beeinflussen können. Darüber hinaus konnte zum ersten Mal gezeigt werden, dass BALB/c deutlich mehr parasiten-spezifische CD4+ T-Zellen im Vergleich zu C57BL/6 in einer H. polygyrus Infektion induzieren und dass beide Mausstämme verstärkter auf Antigene vom Larvenstadium 4 reagieren. Zusätzlich führen von Helminthen gewonnene Antigene ebenfalls zur Induktion von Th2/1-Hybridzellen, was bei der Entwicklung von Impfstoffen beachtet werden sollte.

Technische Innovationen wie die Eisenverhüttung bedurften zu ihrer Ausbreitung grundlegender natürlicher Ressourcen und handwerklicher Fähigkeiten sowie gesellschaftlicher Akzeptanz und Notwendigkeit. Der vorliegende Band untersucht die Anfänge der Eisenverhüttung im polnischen Raum im Bereich der Przeworsk-Kultur, die in der jüngeren vorrömischen Eisenzeit im 2. Jh. v. Chr. liegen sollen. Die Untersuchung bewegt sich dabei in einem Spannungsfeld zwischen vielfältigen Nachweisen von Eisenobjekten aus Gräbern und möglichen Belegen einer Eisenverhüttung im polnischen Raum. Nach aktuellem Forschungsstand ist die Herkunt des Eisens in der vorrömischen Przeworsk-Kultur jedoch nicht mit einer ausgeprägten lokalen oder regionalen Eisenproduktion zu verbinden, sondern basiert vielmehr auf Kommunikations- und Austauschnetzwerken sowohl auf intrakultureller als auch auf interkultureller Ebene vor allem zur Latènekultur. Erst mit dem Übergang zur römischen Kaiserzeit verdichten sich die Nachweise für den Beginn einer weiträumigen Eisenproduktion in Schlesien und Masowien. Dabei ist diese verstärkt einsetzende Eisenverhüttung ab der frühen römischen Kaiserzeit kein isoliertes Phänomen im Bereich der Przeworsk-Kultur, sondern eine Entwicklung, die sich in vielen Regionen des Barbaricums abzeichnet.

To explore new approaches for wave function based correlation methods in chemistry, the electron correlation effects of different model systems are analyzed by means of Quantum Information Theory (QIT) and the Method of Increments (MoI). Data for the QIT is obtained based on calculations employing the Density Matrix Renormalization Group (DMRG) and Full Configuration Interaction Quantum Monte Carlo (FCIQMC) methods. The investigation covers standard model systems for strong correlation, such as the dissociation of N2 and N2+, as well as polyacetylene, Be6 rings and the cobalt fluorides CoF2, CoF3 and CoF4. The latter represent challenging open-shell, transition metal containing compounds that may be systematically extended to linear chains. The observations stimulate a novel approach to select the configuration space in multi-reference calculations, promising reduced computational scaling for strongly correlated systems with large active spaces. Furthermore, a correspondence between entropies (QIT) and increments (MoI) is demonstrated, which suggests the related methods may be combined to exploit their different advantages. Finally, the correlation analysis of the cobalt fluorides yields valuable insights to extent the study to longer, linear chains.

Microbial rhodopsins are a class of widely studied membrane proteins that harbour a form of vitamin A as a cofactor and are therefore capable to detect visible light. These proteins have recently raised interest thanks to the application of some of them, typically the light-gated channels called channelrhodopsins, in the growing field of optogenetics. Optogenetics makes use of microbial rhodopsins to remotely activate specific neuronal cells with light, aiming to understand the function of complex neural networks in mammals and other organisms. In this thesis I propose an essay to test the function of yeast-expressed channelrhodopsins and I report on the photochemistry of the last intermediate in the photocycle of channelrhodopsin-2, with direct implications to the design of optimized optogenetic tools. Another microbial rhodopsin is bacteriorhodopsin, a light activated proton pump. As for most proteins in the rhodopsin family, proton transfers are fundamental steps in the functional mechanism of bacteriorhodopsin. Important players in proton translocation are hydrogen-bonded networks of amino acids and water molecules, and the protonation of such networks can be detected as unusually broad transient signatures in the infrared spectral range, called continuum bands. In this frame, the main contribution of this thesis work was to investigate the continuum band in bacteriorhodopsin with new approaches, based on infrared spectroscopy. We investigated the kinetics of the continuum band and compared it to the proton release and uptake from bacteriorhodopsin to and from the bulk solution. The results led us to identify two distinct hydrogenbonded networks that give rise to two continuum bands at different times during the photoreaction. The first continuum band reflects the proton release from the protein to the bulk water and further measurements with polarization-resolved spectroscopy revealed an unexpected dichroism. The protonated network is infact oriented along the membrane plane, a result that is supported by theoretical simulations. Investigations of the effect of protein solubilization in bacteriorhodopsin showed also that the membrane environment is important for the stabilization of such hydrogen-bonded networks. In conclusion these novel approaches could be applied to study continuum bands in other proteins. Chloride pumping rhodopsins are good candidates as in this thesis work I show the presence of continuum bands in two proteins of this class. Furthermore, the deep understanding of protonation dynamics via hydrogen-bonded networks is highly relevant not only for the study of microbial rhodopsins but can be applied to more complex systems.

Der heutige Aktienhandel fi ndet zumeist elektronisch unter der Nutzung von Orderbüchern statt. Daher ist die Analyse dieser Orderbücher und bestimmter dort zu findender Kenngrößen von großem Interesse. Eine dieser Kenngrößen ist der Spread, welcher durch die Differenz des besten Verkauf- und Kaufpreises einer Aktie im Orderbuch gegeben ist. Weitere interessante Größen sind die Transaktionskosten und die Liquidität von gehandelten Aktien. Das Ziel der vorliegenden Dissertation ist es, mögliche Ein flussfaktoren auf den Spread zu finden. Dies geschieht mithilfe von verschiedenen Datensets von Xetra-Daten, wobei ein besonderes Augenmerk auf die DAX-Titel gelegt wird. Es wird zunächst eine Übersicht über die aktuelle Literatur mit den Schwerpunkten Liquidität und Transaktionskosten gegeben. Diese Größen sind für das Spreadverhalten besonders relevant, da sie eng an den Spread gekoppelt sind: je geringer der Spread desto geringer sind die Transaktionskosten und desto höher ist die Liquidität. Einfl ussfaktoren von Liquidität und Transaktionskosten müssten demnach auch Einfl ussfaktoren des Spreads sein. Nach der Literaturübersicht folgt ein empirischer Teil, der die folgende Forschungsfrage betrachtet: Welche Faktoren haben einen messbaren Einfl uss auf den Spread? Für die Beantwortung dieser Frage wurde eine besonders große Bandbreite an Faktoren betrachtet und zudem drei große Stichproben, ´ die verschiedene Perioden abdecken, gewählt. Die Faktoren wurden zum einen aus der bestehenden Literatur übernommen und zum anderen auch selbst entwickelt. Insgesamt wurden 42 Faktoren in die Analyse miteinbezogen. Es liegen insgesamt drei Datensätze der Xetra vor: ein Datensatz für das Jahr 2003, ein Datensatz für das Jahr 2007 und ein Datensatz für den Zeitraum Oktober 2013 bis Anfang Mai 2014. Für das Jahr 2003 wurden für alle 42 Faktoren Regressionsanalysen durchgeführt. Aus dieser geht lediglich ein Hauptein flussussfaktor hervor: die Tradesize, welche die durchschnittliche Anzahl an gehandelten Aktien je Transaktion ist. Es ergibt sich ein klar reziproker Zusammenhang zwischen Spread und Tradesize, der zudem von einem hohen Bestimmtheitsmaß untermauert wird. Auch bei Nutzung von Unterstichproben bleibt das Ergebnis erhalten. Dabei ist die Tradesize keine Kenngröße aus der Literatur, sondern eine selbst entwickelte Größe. Die aus der Literatur verwendeten Größen schnitten in der Analyse mittelmäßig bis schlecht ab. Mit dem Datensatz von 2007 wurde das gefundene Ergebnis überprüft. Auch hier findet man für den DAX einen eindeutig reziproken Zusammenhang zwischen Spread und Tradesize. Dieser liegt sowohl für den DAX als auch MDAX, SDAX und den TecDAX vor. Auch wöchentliche und tägliche Unterstichproben liefern dieses Ergebnis. Eine Überprüfung für den Zeitraum Oktober 2013 bis Anfang Mai 2014 liefert für den DAX, MDAX und SDAX ebenfalls den vermuteten reziproken Zusammenhang. Dieser liegt sowohl im Gesamtzeitraum als auch auf wöchentlicher und täglicher Basis vor. Somit liegt für die an der Xetra gehandelten DAX-Aktien ein konsistentes Ergebnis vor, das nicht in der Literatur vorhergesagt wird.

Abstract Photon scanning probe microscopy (photon-SPM) provides a promising route to study a lightmatter interaction at the nanometer scale and even down to the single-molecule level, which is an interesting topic not only for fundamental science, but also for a new evolution of nanotechnology. This thesis describes the development of a home-designed low-temperature (LT-) photon-SPM, which combines a parabolic mirror and a lens on the cold STM stage. We demonstrate that this instrument offers a precise beam alignment capability to attain highly reproducible experiments. Using the LT-photon-SPM, we first show a novel plasmon-assisted resonant electron transfer in an scanning tunneling microscope (STM) junction, where resonant electron transfer from a plasmonic tip to field emission resonances (FERs) over a Ag(111) surface is induced by visivble continuous-wave excitation. This process can serve as a simple and intriguing model to examine the interplay between localized surface plasmon excitation and resonant electron transfer in a plasmonic nanocavity. The resonant electron transfer is observed in FER spectroscopy and the plasmon-assisted process is manifested as a downshift of the FER peaks in the spectra. We also examined tip-enhanced Raman spectroscopy (TERS) for ultrathin ZnO layers epitaxially grown on a Ag(111) surface. The local geometric and electronic structure of ZnO/Ag(111) is investigated by combined experiments of STM, STS, and atomic force microscopy. With increasing thickness of the ZnO layers, the conduction band minimum was found to downshift as well as the work function was reduced. Strong TERS signals for 2-ML and 3-ML ZnO were obtained under the conditions where both chemical and physical enhancement mechanisms were satisfied. It is also revealed that the TERS intensity is sensitive to the local electronic structure leading to a high spatial resolution of TERS is below 1 nm.

Non-tuberculous Mycobacteria (NTM) are an important but often overlooked group of pathogens, especially important in the immunocompromised and patients with pre-existing pulmonary disease. Their condition of environmental bacteria enables them to persist in a wide range of habitats. Although multiple virulence factors of M. avium have been proposed, the virulence strategies of M. avium are still not fully clear including the mechanisms allowing this environmental bacterium to cause chronic infections in humans. Lysyl-phosphatidylglycerol, a component of the mycobacterial membrane, contributes to the resistance towards cationic antimicrobial peptides. Its production is catalyzed by LysX, a bifunctional protein with lysyl transferase and lysyl transfer RNA synthetase activity. The main objective of the doctoral project was to characterize the role of the lysX gene for growth and host cell interaction of M. avium subsp. hominissuis (MAH). A considerable impact of the gene lysX on the different functional pathways of M. avium in particular the central carbon metabolism was demonstrated. Proteomics studies revealed that the lysX mutation led to a metabolic shift which enhanced the suitability of the bacteria to be adaptive towards the living conditions inside host cells. In addition, the mutation also caused an upregulation of lipid synthesis genes which resulted in an intracellular lipid accumulation. The measure of mycobacterial virulence has been stated to depend on the ability of the bacteria to invade, persist and replicate within the hostile macrophage environment. In accordance the lysX mutant already displayed a hypervirulent phenotype, exhibiting an excessive intracellular growth in in-vitro (human blood monocytes) and invivo (Galleria mellonella). Additionally, the lysX mutation also resulted in an hyperinflammatory behaviour (increased secretion of cytokines and increased MGC formation), which also indicates a novel functional role of lysX in regards to virulence in M. avium species. Interestingly, the results with respect to the host-pathogen interaction of an MAH with a deficient lysX gene obtained in this study contrasted with the results obtained by other authors with a lysX mutant from MTB. This makes it more interesting to further explore on the differential survival strategies of mycobacterial species. The lysX gene may also be instrumental in identifying factors involved in molecular pathogenesis of different mycobacterial diseases, thus benefitting the health systems for developing strategies to combat these hardy pathogens.

Primary myelofibrosis (PMF) is a proliferative disease of the bone marrow which is characterized by the presence of somatic, acquired mutation in hematopoietic stem cells, a resulting proliferation of cells of the megakaryocytic lineage and, as the primary disease manifestation, progressive bone marrow fibrosis. The mechanisms leading to myelofibrosis are largely unknown, however, prevailing evidence suggests a decisive role of platelet-derived growth factors (PDGFs) and their cognate receptors. Using the Gata-1low mouse model for PMF, this study aimed at characterizing expression, activation and regulation of PDGF receptor β (PDGFRβ) in different stages of the disease. RNAsequencing, qPCR, protein expression analyses, multiplexed immunohistochemistry and, as a novel approach in bone marrow tissue, an in situ proximity ligation assay (PLA) was applied to provide a detailed characterization of PDGFRβ signaling and regulation during development of myelofibrosis. Therefore, murine bone marrow was analyzed the at a pre-, an early, and an overt fibrotic stage. An increase in gene and protein expression of the PDGF signaling components in early and overt fibrotic bone marrow, and a cell-type-specific expression of the ligands and the receptors was detected. PDGFRα expression was predominantly seen in megakaryocytes, whereas PDGFRβ was expressed in fibroblast, underlining the important role of PDGFRβ in fibroblast proliferation within disease development. PDGFRβ and PDGF-B protein expression was enhanced in overt fibrotic bone marrow, along with an increase in PDGFRβ–PDGF-B interaction, analyzed by PLA. However, PDGFRβ tyrosine phosphorylation levels were not elevated. Hence, further analyses focused on regulation of PDGFRβ by protein tyrosine phosphatases (PTPs) as endogenous PDGFRβ antagonists. Gene expression analyses showed distinct expression dynamics among PDGFRβ-targeting PTPs. In particular, enhanced T-cell PTP (TC-PTP) protein expression and PDGFRβ–TC-PTP interaction was observed in early and overt fibrotic bone marrow of Gata-1low mice. In vitro, TC-PTP (Ptpn2) knockdown increased PDGFRβ phosphorylation at Y751 and Y1021, leading to enhanced downstream AKT and phospholipase C γ1 (PLCγ1) activation in fibroblasts. Further, Ptpn2 knockdown cells showed increased growth rates when exposed to low-serum growth medium. Taken together, this study provides detailed insights into PDGF signaling during PMF development and suggests PTPs as novel, and so far unrecognized components in PMF.

The objective of the present case-control study was to detect the occurrence of equine parasitic helminths in a comprehensive clinical patient group of a total of 620 horses. On the basis of this data collection it was aimed to determine a potential correlation of the parasitic infection to the occurrence of colic, based on coprological, serological and clinical data. The age structure of the tested horses was at a median of 12 ± 7 years whereby the majority in the study were adult animals (94.7%), as opposed to 1-3 years old horses and foals at 4.4% and 1% respectively. Eggs of gastrointestinal strongyles were present in 50.2% of all horses dewormed at least 8 weeks before, with a 95% confidence interval of 45.7 to 54.9%, ascarid and tapeworm eggs in 0.5% [CI: 0; 1.2] and 1% [CI: 0.2; 2] respectively, in all tested horses. An association between colic and the detection of these helminth eggs has not been established.

The risk of a S. vulgaris-seropositive finding in horses with presence of strongyle eggs in their faeces was higher by a factor of 1.4 (p = 0.035) and 1.7 (p = 0.017), than if the same eggs were not present. In the reverse line blot analysis (RLB) every cyathostomin species detectable with that assay was present, however, there was no correlation to colic here either. Only in case of 58.5% of all samples with detected strongyle eggs larvae of the small strongylids could be identified in the RLB. From a detection limit of 50 eggs per gram faeces this prevalence was at 94.8%. In the serologic S. vulgaris and A. perfoliata assays no statistical correlation could be established for the various antibody concentrations between the horses suffering from colic and the control group. 10.7% [CI: 8.4; 13.1] of all horses were seropositive for anti-A.perfoliata-IgG(T). While in 4% [CI: 1.3; 6.7] of all initiated coprocultures and in 1.1% of all horses tested in the study larval DNA of S. vulgaris has been found in the real-time PCR, unexpectedly high serological prevalence values have been found at a significant 32.3% [CI: 28.5; 36.4] for this strongyle species. The results of this Anti-SvSXP-ELISA indicate that this test has at least a significant potential in the detection of prepatent infections, even if statements about an acute infection should only be made with care, and by including further laboratory parametric and clinical results. A significant correlation with colic could not be established hereby. It should further be considered that positive results could not be confirmed with high probability due to the limited specificity of the tests applied, but even with the consideration of potential cross reactions. In the serum electrophoresis seropositive horses had significantly higher total protein and ß-globulin values and a lower A/G-quotient than horses that tested negative for anti-S.vulgaris antibodies.

Without reaching statistical significance the odds ratio for a positive strongyle egg test in horses with diarrhoea in comparison to those without these symptoms was 1.9 (p = 0.386). Obstipations localised in the jejunum of the horse usually had a 17 times (p = 0.053) higher chance for testing positive for tapeworm eggs in comparison to those with constipation of the colon ascendens and descendens, respectively. Furthermore, this study points at the significance of deworming treatments in association with occurrence of colic. Herein horses dewormed less than 7 days before compared to horses that were dewormed more than 8 weeks ago, showed a 2.4 times (p = 0.025) increased chance for colic. Accordingly, the time period between the onset of colic and the last deworming should always be considered in the patient history.

Finally, it should be emphasised that the detection of prepatent infections to date remains a diagnostic challenge, especially with regard to migrating or hypobiotic strongylid larvae. Faecal samples testing negative should not lead to the conclusion of the examined horse being parasite-free. Without comparative autopsy examinations the actual infection status and consequently the real association with colic remains uncertain. Further case-control studies are required to improve our understanding of the potential associations between colic and a parasitic infection. Therefore, for the practicing veterinarian the final diagnosis of a parasitic colic event should not be based on the results of a single test. This should be rather established after the evaluation of clinical symptoms as well as comprehensive laboratory test results.