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Diese Masterarbeit befasst sich mit der Datenvisualisierung innerhalb der CyanoFactory Knowledge Base. Die CyanoFactory Knowledge Base ist dabei eine Webanwendung für die Speicherung, Verarbeitung und Visualisierung von Informationen bezüglich der Daten aus dem europäischen Forschungsprojekt CyanoFactory. Innerhalb der Arbeit wurden dabei die interaktiven Visualisierungen von Protein-Protein-Interaktionen und Protein-Chemikalien-Interaktionen des Modellorganismus Synechocystis sp. PCC 6803 umgesetzt und als Webtool in die CyanoFactory Knowledge Base integriert. Im Rahmen dieser Arbeit wurde auch eine visuelle Ausgabe für Flux-Balance-Analysen erstellt. Neben der Visualisierung der Interaktionen innerhalb von Synechocystis sp. PCC 6803 wurde eine Analyse von dessen Protein-Interaktionsnetzwerk durchgeführt.
The almost complete transcription of the human genome yield in a high number of transcripts, that do not encode proteins. However, the functional elucidation of especially long non cod-ing RNAs is still difficult. Secondary structure analysis is assumed to be a possible method to detect functional relationships of lncRNAs on a large scale, but it is still time consuming and error-prone. GRAPHCLUST, the currently most suitable clustering tool based on RNA secondary structure analysis, lacks mainly in an efficient method for the interpretation of its results. Hence, an independent and interactive RNA clustering interpretation tool was developed to allow visu-alisation and an efficient analysis of RNA clustering results.
Indieser Arbeit werden Einflussfaktoren der Wasserstoffentstehung bei Rhodobacter sphaeroidesStamm 2.4.1 auf Genom- undTranskriptomebene untersucht. Zudiesem Zweck wurden eine Re-Sequenzierung sowie die Sequenzierung desTranskriptoms durchgeführt. DieDaten wurden anschließend bioinformatisch ausgewertet. Langfristiges Ziel ist die Optimierung derFermentationsbedingungen von Rhodobacter. DieAusbeute entstehenden Wasserstoffs soll maximiert werden, um dasGas als alternativen Energieträger verwenden zu können.
In this work a novelty detection framework provided by M. Filippone and G. Sanguinetti is considered, which is useful especially when only few training samples are available. It is restricted to Gaussian mixture models and makes use of information theory, applying the Kullback-Leibler divergence. In this work two variations of the framework are presented, applying the symmetric Hellinger divergence and a statistical likelihood approach.
For the first time it was discovered that ultraviolet radiation with a wavelength of 200 to 400 nm (maximum 365 nm) radiated from a distance of 40 cm (intensity: 3500 mW/cm²) to PMMA altered its surface wettability as well as a roughness at the nanoscale that was observed with an atomic force microscope (AFM). The roughness rises and falls again in a short time ( 1-2days ) after 75 min and 180 min irradiation time. However , during the next 10 days roughness became stabilized and there was no influence of UV if PMMA was stored in air or in a Petri dish out of glass.
This master thesis investigates a new method for the feature extraction of gray scale images, the so called „Non-Euclidean Principal Component Analysis“ 1. Thereby the standard inner product of the Euclidean space is substituted by a semi inner product in the well known learning rule of Oja and Sanger. The new method is compared with the standard principal component analysis (PCA) by extracting features (feature vectors) of different databases with class labels and judged regarding the accuracies of „Border Sensitive Generalized Learning Vector Quantization“ (BSGLVQ), „Feed Forward Neural Networks“ (FFNN) and the „Support Vector Machines“ (SVM).
Protein structures are essential elements in every biological system evolved on earth, where they function as stabilizing elements, signaltransducers or replication machin eries. They are consisting of linear-bonded amino acids, which determine the three-dimensional structure of the protein, whereas the structure in turn determines the function. The native and biological active structure ofa protein can be understood as the folding state of a polypeptide chain at the global minimum of free energy.
By means of protein energy profiling, which is an approach derived from statistical physics it is possible to assign a so called energy profile to a protein structure. Such an energy profile describes the local energetic interaction features of every amino acid within the structure and introduces an energetic point of view, instead of a structural or sequential onto proteins.
This work aims to give a perspective to the question of how we may gain pattern information out of energy profiles. The concrete subjects are energy-mapped Pfam family alignments and investigations on finding motifs or patterns indiscretizised energy profile segments.
Die Masterarbeit beschäftigt sich mit den geometrischen Fehlern des Gesamtsystems der perkutanen Strahlentherapie am Klinikum Chemnitz gGmbH. Das Gesamtsystem besteht aus einem Computertomograph, einem Bestrahlungsplanungssystem, einem Simulator und einem Linearbeschleuniger. An jeden dieser Einzelsysteme können gerätespezifische geometrische Fehler auftreten, die Einfluss auf den Gesamtfehler besitzen.
Das Ziel der Arbeit war es, die Einzelfehler zu identifizieren und zu quantifizieren. Dabei wird hauptsächlich auf die Bildgebung an dem jeweiligen Gerät eingegangen. Weiterhin erfolgt im Rahmen der Masterarbeit die Berechnung eines therapieabhängigen Gesamtfehlers exemplarisch für zwei Fallbeispiele.
Durch Genexpressionsexperimente anModellorganismen versucht man das Genomund die Reaktion des Genoms auf äußere Einflüsse zu erforschen.
Chemikalien sind in der Lage die Expression des Genoms zu beeinflussen. Durch die Experimente ist es möglich Rückschlüsse auf die Wirkweisen der Chemikalien auf genomischer Ebene zu ziehen. Durch derartige Chemikalienexperimente wurden in der Vergangenheit bereits große Mengen an Genexpressionsdaten erzeugt. Ein beliebter Modellorganismus für solche Versuche ist der Zebrabärbling Danio rerio, der in seiner embryonalen Entwicklung optimale Vorrausetzungen mit sich bringt. Bei ihm kann man phänotypische und genotypische Effekte der Chemikalien sehr gut beobachten, da er in diesem Zeitraum transparent ist und diese Phase nur fünf Tage anhält.
Anhand des Zebrabärblings soll erforscht werden, ob gleichartige Chemikalien auf genomischer Ebene ähnliche Wirkweisen besitzen und sich in Gruppen zusammenfassen lassen. Desweiteren stellt sich die Frage, ob es eine allgemeine (Gegen)Reaktion auf den Einfluss der Chemikalien gibt, welche auf genomischer Ebene sichtbar wird. Dazu werden Genexpressionsdaten aus cDNA-Microarrayexperimenten verwendet, die in den Datenbanken des NCBI und EBI abgespeichert sind. Nachdem geeigenete Experimentaldaten ausgewählt wurden und auf ihre Qualität geprüft, wurden diese einer vereinheitlichten statistischen Analyse unterzogen. Die Ergebnisse dieser statistischen Analyse wurden untereinander auf identisch differentiell exprimierte Gene verglichen.
Durch vereinheitlichte, allgemeine Analyse konnten Hinweise erbracht werden, dass es auf genomischer Ebene eine Antwort- und Gegenreaktion auf die Chemikalien gibt. Durch den Vergleich konnten 22 Gene ermittelt werden, die für das Binden und den Abbau der eingesetzten Chemikalie verantwortlich sind und experiementübergreifend auftraten.
As widely discussed in literature spatial patterns of amino acids, so-called structural motifs, play an important role in protein function. The functional responsible part of a protein often lies in an evolutionary highly conserved spatial arrangement of only few amino acids, which are held in place tightly by the rest of the structure. In general, these motifs can mediate various functional interactions, such as DNA/RNA targeting and binding, ligand interactions, substrate catalysis, and stabilization of the protein structure.
Hence, characterizing and identifying such conserved structural motifs can contribute to understanding of structurefunction relationships in diverse protein families. Therefore and because of the rapidly increasing number of solved protein structures, it is highly desirable to identify, understand and moreover to search for structural scattered amino acid motifs. The aim of this work was the development and the implementation of a matching algorithm to search for such small structural motifs in large sets of target structures. Furthermore, motif matches were extensively analyzed, statistically assessed and functionally classified. Following a novel approach, hierarchical clustering was combined with functional classification and used to deduce evolutionary structure-function relationships. The proposed methods were combined and implemented to a feature-rich and easy-to-use command line software tool, which is freely available and contributes to the field of structural bioinformatic research.
Um die Revision titanbasierter Knochenimplantate zu vermindern, wurde ein Nukleinsäure-basiertes Immobilisierungssystem entwickelt. Dabei werden einzelsträngige DNS-Sequenzen als Ankerstränge (AS) regioselektiv in die anodische Oxidschicht von Titan eingebaut. Die Doppelstrangbildung der DNS wird genutzt, um Gegenstränge, welche mit bioaktiven Molekülen konjugiert sind, an der Titanoberfläche zu fixieren und in vivo kontrolliert freizusetzen. Um eine Schädigung der Hybridisierungssequenz der AS durch Wechselwirkungen mit der Titanoberfläche zu minimieren wurden kurze ssDNS-Sequenzen als laterale Spacer eingeführt und deren Einfluss auf die Hybridisierbarkeit der AS analysiert. Weiterhin wurde die Hybridisierbarkeit der AS mit verschiedenen Gegensträngen und unter variierten Hybridisierungsbedingungen charakterisiert.
Die Produktion von Biowasserstoff mit unterschiedlichen Mikroorganismen ist einer der vielversprechendsten Wege, kostengünstig und umweltschonend molekularen Wasserstoff für die Wirtschaft zu gewinnen. Es existieren bereits viele Arbeiten zu diesem Thema. Die Komplexität und Vielfalt der Möglichkeiten ist jedoch bei weitem nicht ausgeschöpft. Die Optimierung der bestehenden Methoden steht daher momentan im Vordergrund der Forschung. Daher befasst sich diese Arbeit mit der Optimierung der Kultivierungsbedingungen des Organismus Rhodobacter sphaeroides im kontinuierlichem Betrieb. Hauptsächlich sollen die Durchflussraten sowie die Glutaminsäurekonzentration für den Chemostat angepasst werden. Außerdem erfolgten einzel-ne Versuche zur Optimierung der Wasserstoffausbeute.
Der vorliegende Bericht befasst sich mit der Erzeugung und der Entwicklung von ultranano- bzw. nanokristalliner Diamantschichten mittels Puls-Laser-Abscheidung unter Verwendung der Prozessgase Sauerstoff und Wasserstoff. Der Laserstrahl trifft während des Prozesses auf ein Graphittarget wodurch Kohlenstoffatome ablatiert werden. Ablatierte Ione werden je nach Hybridisierung durch die Prozessgase geätzt oder auf dem Substrat abgeschieden. Die Charakterisierung der erzeugten Schichten erfolgte mittels Oberflächenmorphologie und Raman-Spektren. Damit lassen die abgeschiedenen Kohlenstoffmodifikationen
unterscheiden, was zur Eingrenzung des Parameterfensters führt in denen sich ultrananokristalliner Diamantschichten erzeugen lassen. Speziell das Verändern
der Kristallitgröße der Diamantpartikel durch die Verwendung eines Filamentes
die Benutzung von NCD und MCD Haftschichtenschichten, die Verwendung einer
nanokristallinen Diamantsuspension und der Änderung der Teilchendichte soll dadurch
beeinflusst werden.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Ising-Polynom, einem Graphenpolynom, das von einem physikalischen Modell abgeleitet ist. Es werden verschiedene Darstellungen des Polynoms, seine Beziehungen zu anderen Graphenpolynomen und in ihm enthaltene Grapheninvarianten vorgestellt. Weiter werden, insbesondere für spezielle Graphenklassen, Berechnungsmöglichkeiten beschrieben und der Rechenaufwand betrachtet.
nicht vorhanden
Im Rahmen dieser Arbeit wurden Informationen zur standardisierten Differenzierung von lederbefallenden Schimmelpilzen zusammengetragen. Anlass dazu liefert das Forschungsinstitut für Leder und Kunstbahnen (FILK). Schimmelpilze befallen die Lagerbestände und müssen schnellst möglichst sowie kostengünstig identifiziert werden, um entsprechende Gegenmaßnahmen einzuleiten und Personal ausreichend zu schützen. Dazu wurde eine frei verfügbare Webseite eingerichtet die mikros- und makroskopische, sequenzielle und molekularphylogenetische Bestimmungsmerkmale enthält. Auf den informationsgebenden Seiten zu mikros- und makroskopisch sind bekleidende Abbildungen sowie Schablonen hinterlegt. Zudem sind die Daten der Pilzelemente aufgelistet, die zur Differenzierung dienen. Die Informationssammlung und Ausarbeitung der Daten zum Bereich sequenziell und der molekularphylogenetischen Bestimmungsmerkmale ist Grundlage einer anderen Arbeit der Hochschule Mittweida und wurde durch Zusammenarbeit ebenfalls auf die Seite integriert. Auf den folgenden Seiten sind Grundlagen der Schimmelpilze und die Herangehensweise der Schimmelpilzdiagnostik von interessierenden Schimmeln beschrieben. Zudem ist die Ergebnisdarstellung durch die Webseite erläutert.
Hormonelle Belastungen in Grund-, Oberflächen und Trinkwasser sind weitreichend bekannt. Die daraus resultierenden Einflüsse auf das endokrine System bei Mensch und Tier, besonders durch das endogene Steroidhormon 17b -Estradiol (E2), sind bewiesen und führen unter anderem zu Feminisierung, Dezimierung von Spermien und kann als Indikator bei Brustkrebs wirken. Bisherige Filteranlagen können die rückstandslose Entfernung von pharmakologisch wirksamen Stoffen und deren Rückstände aus den Oberflächen-, Grund- und Trinkwässern nicht gewährleisten. Ein neuartiger Reinigungsansatz auf Aptamer-basis sollte untersucht werden und dessen Potential E2 aus belasteten Gewässern zu entfernen. Das bereits existierende und E2 selektive DNA Aptamer wurde in silico durch molekular dynamischen Simulationen untersucht um möglich Bindungsstellen zu identifizieren. Das ssDNA Aptamer wurde in die robustere PNA überführt. Diese soll anstelle der DNA in das Filtersystem integriert werden und in vivo Einsatz getestet werden.
Der Einsatz von E-Learning zur Personalweiterbildung ist in Unternehmen längst nicht mehr wegzudenken. Als eine neue Art des Lernens bieten technisch unterstützte Lernprozesse Möglichkeiten der Weiterbildung von jedem beliebigen Ort aus. Mit der zunehmenden Verbreitung von Smartphones und Tablet-PCs geht der Trend dabei hin zum mobilen Lernen („Mobile Learning“). Die meisten bisher eingesetzten Autorenwerkzeuge für die Entwicklung von E-Learning geben jedoch Inhalte im Flash-Format aus, was von Mobilgeräten nicht oder nur unzu-reichend unterstützt wird. Der HTML5-Standard bietet hierzu zahlreiche Möglichkeiten, interaktive Web-Anwendungen zu erstellen, welche auf allen Web-Browsern gleichermaßen dargestellt werden können. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit den technischen Aspekten zum praktischen Einsatz von HTML5 für E-Learning. Dazu werden die aktuellen HTML5-Spezifikationen vorgestellt und diskutiert, inwiefern Adobe Flash Inhalte sich ersetzen lassen. Außerdem wird untersucht, welche Möglichkeiten der SCORM-Nachfolger Tin Can API in Hinsicht auf mobiles Lernen bietet. Aus den daraus gewonnenen Erkenntnissen wird ein E-Learning-Kurs auf HTML5-Basis an einem praktischen Beispiel vorgestellt und die Einsatzmöglichkeiten am Beispiel der BASF-Abteilung Master Builders Solution diskutiert.