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Untersucht wird die Transformation des deutschen Energiesystems im Zeitraum 1974-2017 als ein Konflikt zweier Großkoalitionen: Etablierte, die den Status quo verteidigen und Herausforderer, von denen die Energiewende gefordert bzw. technisch und wirtschaftlich umgesetzt wird. Der Analysezeitraum wird in drei zeitlichen Phasen betrachtet. In der ersten Phase diskursiver Konfrontation fordert eine Graswurzelkoalition Staat und Energiekonzerne heraus, kann aber die quasi revolutionären Forderungen u.a. nach einer Demokratisierung des Energiesystems nicht durchsetzen. Ermöglicht durch eine weitgehende Restrukturierung beider Koalitionen in Phase zwei, kommt es seit Ende der 80er Jahre zu einer partiellen Umsetzung der Ideen. In der 2011 beginnenden dritten Phase schließlich, gelingt es der Etablierten Koalition, die z. T. verlorene Kontrolle über das Energiesystem zurückzugewinnen.

Todays wireless transceivers require reference signals to translate received and transmitted signals to their desired frequencies. Therefore, they need frequency synthesizers which are typically based on phase-locked-loops (PLLs). Communication standards like GSM or Bluetooth necessiate that the PLLs put out oscillations with high spectral purity and accuracy. Additionally, the oscillation frequency must be adjustable very accurately at low transient time to account for occasional carrier frequency changes. So called Sigma-Delta-fractional-N frequency synthesizers are often employed to fulfil these requirements. However, the number and the locations of the poles of the control loop and hence the loop filter must be chosen properly. Unity gain frequency and phase margin have to be considered as well as the stringent frequency accuracy and the detailed origin of the spurious emissions. The design methodology proposed in this work is based on numerical optimization techniques, a high number of control loop poles and the use of Gm-C-biquads as loop filter building blocks.

Seit ca. 160 Jahren werden in Mitteleuropa Schwemmkanalisationen zur Ableitung der Niederschlagswässer, der häuslichen sowie der gewerblich-industriellen Abwässer errichtet. Mit Beginn des 20. Jahrhunderts wurden die Abwässer zunehmend in zentralen Kläranlagen behandelt. Heute sind in Deutschland ca. 96% der Bevölkerung an zentrale und der verbleibende Anteil an dezentrale Abwasserentsorgungsanlagen angeschlossen. Die abwassertechnischen Anlagen müssen unterhalten und an veränderte Randbedingungen wie z.B. rechtliche, demografische und klimatische Entwicklungen angepasst werden. Abwasser kann als Wertstoff betrachtet werden, der Kohlenstoff als Energieträger sowie Phosphor, Stickstoff und Kalium als Nährstoffe beinhaltet. Aufbereitetes Abwasser kann als Substitut für Wassernutzungen dienen, die keine Trinkwasserqualität erfordern. Eine weiterreichende Nutzung des Abwassers und seiner Wertstoffe wird bei neuartigen Sanitärkonzepten umgesetzt. Dabei erfolgt eine weitgehende Trennung der häuslichen Abwasserteilströme Toilettenabwasser (Schwarzwasser), Faeces (Braunwasser), Urin (Gelbwasser) und häusliches Restschmutzwasser (Grauwasser) am Anfallort. Dies erfordert neben einer aufwändigen Sanitärtechnik auch eine auf die spezifische Abwasserteilstrombelastung ausgerichtete Verfahrenstechnik zur Nährstoffstoffrückgewinnung und Brauchwasseraufbereitung. Kriterien, die bei der Erstellung oder Veränderung eines Abwasserentsorgungssystems von Bedeutung sind, sind die Leistungsfähigkeit, die Wirtschaftlichkeit sowie der Gewässer- und Ressourcenschutz. Die Erfüllung dieser Kriterien und eine Vielzahl an einsetzbaren Verfahren erfordert für die Entscheidungsfindung zu Gunsten eines zentralen oder dezentralen Infrastruktursystems eine objektive Bewertung. Die Bewertung von Infrastruktursystemen erfolgt heute im Hinblick auf die Nachhaltigkeit des Systems unter Berücksichtigung von ökonomischen, ökologischen und gesellschaftlichen Aspekten. Die bisherigen Bewertungsmodelle weisen folgende Defizite auf: • hoher zeitlicher und personeller Aufwand; daher nur für wissenschaftliche Zwecke geeignet, • mangelnde Übertragbarkeit aufgrund einer meist anwendungsfall- bzw. projektbezogenen Bewertung, • keine Berücksichtigung der gewerblich-industriellen Abwässer bei der Bewertung neuartiger Systeme, • subjektive Bewertung durch Einsatz ordinaler Bewertungsverfahren, • zumeist keine Berücksichtigung vorhandener Infrastrukturelemente, • zumeist keine Berücksichtigung gesellschaftlicher Kriterien, wie Akzeptanz oder zukunftsorientierter Aspekte (demografische und klimatische Entwicklung). Das Fehlen eines praxisorientierten Bewertungsmodells, mit dem wissenschaftlich fundiert und einfach handhabbar Abwasserinfrastruktursysteme beurteilt werden können, war das Motiv zu dieser Arbeit. Für das neue mehrdimensionale Bewertungsmodell wurden praxisrelevante ökonomische, ökologische und gesellschaftliche Kriterien entwickelt. Die wesentlichen Merkmale des neuen Bewertungsmodells sind: • funktionale Beschreibbarkeit und kardinale Bewertbarkeit der Kriterien durch Berechnung einer Bewertungszahl, • Kriterien werden durch die Berechnung einer Bewertungszahl objektiviert, • Anpassung der Kriterien sowie deren funktionale Zusammenhänge an die zu berücksichtigenden fallbezogenen Rahmenbedingungen, • hohe Variabilität der Bewertungskriterien ermöglicht breite Anwendung • Berücksichtigung von abstrahierten Siedlungsstrukturen, • Einbeziehung der Entsorgung gewerblich-industrieller Abwässer, • Bewertung vorhandener Infrastrukturelemente/-systeme unter Berücksichtigung ihrer Systemauslastung, • Bewertung vorhandener Infrastrukturelemente/-systeme bei einer möglichen Systemumstellung, • Berücksichtigung zukünftiger demographischer und klimatischer Entwicklungen. • Modellerweiterung um Elemente der Wasserversorgung und Regionalplanung, wie z.B. Energieversorgung, Telekommunikation und sozialen Einrichtungen sind möglich. Die Handhabbarkeit und die Aussagefähigkeit des Bewertungsmodells wurden beispielhaft für ein Gemeindegebiet nachgewiesen. Als Ergebnis der Anwendung ist festzuhalten: • Die Bewertung sollte nur von Personen mit siedlungswasserwirtschaftlichem Fachwissen durchgeführt werden. • Eine Veränderung der Gewichtung der Kriterien sollte nur mit Erfahrung bei der Bewertung von Abwasserinfrastruktursystemen erfolgen. Das Endergebnis muss durch eine Sensitivitätsanalyse der Gewichtungsfaktoren verifiziert werden. • Der Arbeitsaufwand ist angemessen. Das vorgestellte Modell ermöglicht Ingenieuren und Wissenschaftlern der Siedlungswasserwirtschaft und Regionalplanung, vor dem Hintergrund der örtlichen Rahmenbedingungen entwickelte unterschiedliche Abwasserinfrastruktursysteme unter Aspekten der Nachhaltigkeit vergleichend zu bewerten. Dabei ist die Anwendung nicht nur auf Mitteleuropa beschränkt, da über die hohe Variabilität der Kriterien die Möglichkeit zur Anpassung an ländertypische Rahmenbedingungen besteht. Since nearly 160 years central sewage systems are built to discharge surface water as well as domestic and industrial wastewater in Central Europe. With the beginning of the 20th century the wastewater increasingly became treated in central sewage treatment plants. Today approx. 96% of the population in Germany is connected to a central sewage disposal system and the remaining part to local sewage treatment plants. The existing technical sewage installations have to be maintained and adapted to changing basic conditions, e.g. legal, demographical and climatical changes. Waste water can be considered as a valuable source containing carbon as energy source as well as phosphorus, nitrogen and potassium as nutrients. Treated wastewater can serve as a substitute for water utilisations that do not need drinking water quality. A consequent utilisation of the sewage water and its recyclable material is realised in new ecological sanitation systems. Thereby an efficient separation and collection of the different flows of the domestic wastewater - toilet wastewater (black water) faeces (brown water), urine (yellow water) and the remaining domestic wastewater (greywater) is realised directly in situ. These systems require a complex sanitary technique as well as a specialised process engineering for the recovery of nutrients and for the wastewater treatment, considering the specific ingredients of the different partial wastewater flows. Important criteria for the elaboration or modification of sewage disposal systems are the efficiency, the cost-effectiveness as well as pollution abatement and the protection of resources. The fulfilment of these criteria and a multitude of applicable proceedings are needed to define an objective valuation for the decision in favour of a central or decentralised infrastructure system. The valuation of infrastructure systems is nowadays carried out with regard to the sustainability of a system taking in consideration economical, ecological and social aspects. Hitherto existing valuation models show the following deficits: • extreme expenses in time and effort; thus applicable for scientific purposes only, • lacking transferability due to project defined valuation • no consideration of industrial wastewater in the valuation of new ecological sanitation systems • subjective valuation due to application of ordinal valuation methods • mostly no consideration of existing infrastructural elements • mostly no consideration of social criteria, like acceptance or future oriented aspects (demographic and climatic changes) The absence of a practice oriented valuation model for the evaluation that is scientifically founded and simple to apply for sewage infrastructure systems has given the motif for this thesis. Economical, ecological and social criteria were developed for the new multidimensional evaluation system with practical relevance. The essential characteristics of this new evaluation model are: • Functional specification and cardinal valuation of criteria by calculation of a validation number • Criteria are objectified by the calculation of a validation number • Adaptation of criteria as well as their functional coherence considering all project related conditions • High variability of evaluation criteria facilitates a wide application • Consideration of abstracted settlement systems • Incorporation of the disposal of industrial wastewater • Evaluation of existing infrastructural elements or infrastructural systems considering their system efficiency • Valuation of existing infrastructural elements or systems in the case of a possible system change • Consideration of future demographical and climatic developments • Amplification of the model by elements of water supply and regional planning are possible, e.g. energy supply, telecommunication and social institutions. One community area serves as an example for the manageability and informal value of the validation model. As result of this application shall be mentioned: • The evaluation should only be done by specialists in municipal water management. • A change of the validation of criteria should only be done having experience in evaluation of infrastructural systems of wastewater. • The final result has to be verified by a sensitivity analysis of the weighting factors. • The amount of work is suitable. The presented model enables engineers and scientists of municipal water management and regional planning to compare different sewage structure systems under the aspect of sustainability on the basis of local conditions. The application of this evaluation system is not limited to Central Europe because the high variability of the criteria allows an adaptation to the specific conditions of any country.

Norwegian contemporary climate fiction often portrays humans as in denial of climate change. In Erlend Nødtvedt’s transgressive novel Vestlandet (2017), an alternative story is presented. In contrast to conventional climate change denial, the two protagonists turn the situation upside down and literally celebrate death and climate change and the exceptional Western Norwegian »sublime« landscape. Drawing on Mikhail Bakhtin’s concept of laughter and the carnivalesque, I will investigate Vestlandet as a response to a world in climate crisis, and thereby transcending the ecocritical reluctance to engage with laughter. Environmental humor offers an alternative vision, a possibility to see ourselves from another perspective. Vestlandet contributes to the creation of new climate change narratives and communicates potential for change, but there is no guarantee that laughter will lead to increased awareness and action. In der zeitgenössischen norwegischen Klimaliteratur wird der Mensch oft als Leugner des Klimawandels dargestellt. In Erlend Nødtvedts transgressivem Roman Vestlandet (2017) wird eine alternative Geschichte präsentiert. Im Gegensatz zur herkömmlichen Leugnung des Klimawandels stellen die beiden Protagonisten die Situation auf den Kopf und feiern buchstäblich den Tod, den Klimawandel und die außergewöhnliche westnorwegische »erhabene « Landschaft. In Anlehnung an Mikhail Bakhtins Konzept des Lachens und des Karnevalesken werde ich Vestlandet als Antwort auf eine Welt in der Klimakrise untersuchen und dabei die ökokritische Zurückhaltung gegenüber dem Lachen überwinden. Umwelthumor bietet eine alternative Vision, eine Möglichkeit, uns selbst aus einer anderen Perspektive zu sehen. Vestlandet trägt zur Schaffung neuer Erzählungen über den Klimawandel bei und vermittelt das Potenzial für Veränderungen, gibt aber keine Garantie dafür, dass Lachen zu mehr Bewusstsein und Handeln führt.

Seit nunmehr 18 Jahren werden in Deutschland gesetzlich garantierte Einspeisetarife zur Förderung von Windstrom genutzt. In der Folge ist ein stetiger Anstieg der Stromproduktion auf Basis von Windenergie zu verzeichnen. Inzwischen sind im Tagesverlauf vereinzelt Perioden zu beobachten, in denen der Strompreis die gesetzlichen Einspeisemindestvergütungen einiger Windkraftanlagen übersteigt. Die vorliegende Studie geht der Frage nach, ob dies als erstes Anzeichen einer aufkeimenden Marktfähigkeit für Windstrom zu werten ist und, wenn dem so ist, welche Folgen sich für die Förderung erneuerbarer Energien in Deutschland ergeben. Dazu erfolgt zunächst eine Marktpotenzialabschätzung. Es werden u. a. durchschnittliche Spotmarktpreise, die durchschnittliche Einspeisecharakteristik von Windstrom sowie der aktuelle Bestand von Windkraftanlagen in Abhängigkeit der jeweiligen Einspeisetarife zugrunde gelegt. Auf dieser Grundlage werden Anforderungen an ein konkretes Direktvermarktungsablaufschema untersucht sowie mögliche Weiterentwicklungen der deutschen Windstromförderung aufgezeigt. Langfristig ist mit einem deutlichen Anstieg direktvermarktbaren Windstroms zu rechnen. Insbesondere zur frühzeitigen Förderung des Entwicklungspotentials kosteneffizienter Ausregelungsmöglichkeiten von Produktionsschwankungen könnten dazu einzelne Perioden gewinnbringender Direktvermarktung durch Premium- Zahlungen gezielt ausgeweitet werden. Since 18 years, wind power plants in Germany are being promoted by guaranteed feed-in tariffs. As a consequence, the supply of electricity from wind power plants is steadily increasing. Meanwhile, the market price for electricity starts exceeding feedin tariffs within certain periods in the course of the day. This report examines whether this can be interpreted as a first signal of commencing marketability of wind power. If so, the study further investigates implications for the promotion of renewable energies in Germany. In a first step, the market potential of wind power in Germany is being assessed. In order to derive a representative estimation, average electricity prices on the spot market, average amounts of produced wind power as well as the actual wind power portfolio in Germany is being considered. Based on this estimation, the study further derives a flowchart in order to account for the various requirements, both on the side of wind producers as well as on the side of grid operators. Finally, further developments in the promotion of wind power in Germany are being elaborated. In the long run, a significant increase in the direct sale of wind power can be expected. In order to promote new strategies and schemes to efficiently feed this electricity into the grid, an early promotion of direct sales may be reasonable. For this purpose, a combination of guaranteed feed-in tariffs and premiums on top of the market price may be suitable.

Die CO2-Konzentration ist seit 1750 von 280 ppm auf heute 375 ppm angestiegen und wird sich bis 2100 weiter auf 540-970 ppm erhöhen. Dieser Anstieg wirkt sich indirekt über die Erwärmung der Atmosphäre als auch direkt auf die Pflanzen aus. Ziel dieser Arbeit war daher die Auswirkung der Klimaerwärmung in den letzten 50 Jahren und der prognostizierten Klimaerwärmung auf die Pflanzenentwicklung sowie die Wirkung von moderat erhöhten CO2-Konzentrationen (+20 %) auf die Phänologie, die Anatomie und den Stomatawiderstand von Pflanzen zu untersuchen. Anhand der Auswertung phänologischer Daten landwirtschaftlicher Kulturpflanzen, Obstgehölzen und wildwachsenden Pflanzen der Jahre 1951 bis 2003 von 170 Stationen in Hessen konnte gezeigt werden, dass es in diesem Zeitraum zu Verschiebungen in der Pflanzenentwicklung gekommen ist. Der Eintritt phänologischer Phasen verfrühte sich im Mittel zwischen 0,4 bis 5,5 Tage/Dekade. Die Frühjahrsphasen zeigten dabei den stärksten Trend. Im Jahresverlauf nahm die Verfrühung der phänologischen Phasen ab. Regionale Unterschiede und gegensätzliche Trends in benachbarten Naturräumen zeigten sich in der Reaktion der Pflanzen (z.B. Blattseneszenz der Stiel-Eiche), aber auch in der Dauer der Vegetationsperiode. Während sich die Vegetationszeit in manchen Regionen verlängert hat, ist sie in anderen unverändert geblieben. Im Gießen-Koblenzer-Lahntal hat sie sich sogar verkürzt. Mit Hilfe von Modellen, basierend auf den Temperaturdaten eines Regionalisierungsmodells für die meteorologische Station Gießen, konnte beispielhaft für den Naturraum 348 (Marburg-Gießener-Lahntal) gezeigt werden, dass es aufgrund der prognostizierten Klimaerwärmung in der Dekade von 2041 bis 2050 zu weiteren Verfrühungen in der Pflanzenentwicklung und zur Verlängerung der Vegetationsperiode kommen wird. Die Verfrühung der Frühjahrsphasen hat zur Folge, dass die Gefahr von Spätfrost auch in der Zukunft vorhanden ist und für einige Obstarten wahrscheinlich noch ansteigt. Neben erhöhten Lufttemperaturen beeinflussen ...

The yeast Pichia stipitis is of biotechnological importance because of her ability to ferment the sugar xylose to ethanol. This is not very widespread among yeast. Xylose can be obtained out if the wood composite hemicellulose, what makes wastes of paper and wood industry a possible source for bioethanol and biofuel. To pave the way to efficient biofuel production the physiological and genetically particularities of P. stipitis need to be better understood Within this work we first tested the ability of Pichia stipitis to use amino acids as carbon and nitrogen source. For this reason we performed growth experiments on several distinct amino acids. The gained results showed that P. stipitis is able to use glutamate, aspartate and proline as sole source of carbon and nitrogen. This is a trait, not very common and not very well examinated in yeasts. Only a few yeasts are known to possess this ability. To see how distributed this ability is, a choice of 34 yeasts strains, belonging to 24 species, was tested. Their growth on glutamate, aspartete and proline was determined. 20 of the tested yeasts were able to use amino acids as carbon source. This ability does not depend on the belonging to a defined cladus. After this observation we took a more detailed look at the behaviour of P. stipitis during growth on glutamate as carbon and as nitrogen source. An interesting result was that the ethanol yield and formation rate was higher when glutamate was used as nitrogen source compared to ammonium. In both cases glucose was used as carbon source. Another result of the experiment was that glutamate was used as carbon source simultaneously with glucose. In this constellation seems to be no carbon catabolite repression caused by glucose. When cultivated with glutamate as carbon source, P. stipitis secretes a great amount of ammonium into the medium which has so far not been described for yeasts. An ammonium secretion seems to point at an efficient ammonium export system. The growth experiments with glutamate as carbon source showed that P. stipitis grows after adaption with a rate similar to that on medium with glucose and glutamate or glucose and ammonium. The biomass yield is also very similar to that in cultivation with glucose, drawn to the yield per mol C-source. To get an insight into the physiological background of the utilization of glutamate as carbon source the activity of the glutamate dehydrogenases GDH1 and GDH2 was examinated. The activity of the catabolic GDH2 was measured whenever glutamate or aspartate were present in the medium. The highest activity was measured with glutamate or aspartate as carbon source. It was observed that the GDH2 activity is increased when ammonium is present in cultures with glutamate or aspartate as carbon source. No activity of the GDH2 was found during cultivation on glucose and ammonium. The activity of the anabolic GHD1 was only found in presence of glucose and ammonium, even if glutamate was also present. The correlation between glutamate utilization and GDH2 activity leads to the idea of disrupting the PsGDH2 gene. For this reason a strain disrupted in the PsKU80 gene was constructed. This was done to circumvent the high rate of non-homologous integration of DNA, transformed into P. stipitis. The disruption of the KU80 gene was successful and the gained mutant showed nearly 100 percent of homologous integration of DNA after transformation. This strain provides a useful tool for further genetic approaches on P. stipitis. Further information about these strain is given in the article send with these synopsis. Using the KU80 strain we performed the disruption of the GDH2 gene in P. stipitis. The gained transformant was unable to use glutamate as carbon or nitrogen source. It was also unable to use aspartate or proline as carbon source. But to a limited amount it was able to use these two amino acids as nitrogen source. A retransformation with an amplificate of the GDH2 ORF restored the ability to utilize glutamate. After these experiments a random mutagenesis was performed to obtain mutants that are unable to utilize glutamate as carbon source. It might have been possible to indentify other factors involved into the regulation of glutamate utilization by these experiments. The random mutagenesis delivered two mutants which were unable to use glutamate as carbon source. But they were still able to use it as nitrogen source. In a plasmid-rescue these mutants were identified as ubiquitin ligase and cytochrome-C-oxidase subunit V (COX5). The COX5 mutant was chosen for further characterization. This was done by determination of the substrate spectrum, measuring of the ethanol formation under different aeration conditions, and by testing the sensitivity to inhibitors of the respiratory chain. The COX5 mutant was unable to utilize any kind of non-fermentable carbon source. No activity of cytochrome-C-oxidase was detectable in crude cell extracts of the mutant. According to these observations it seems likely that the respiratory chain is no longer able supply energy for the cells. The COX 5 mutant forms significantly more ethanol under fully aerated conditions, compared to wild type and transformation strain. The ethanol formation is also higher on glucose compared to xylose. Under less aerated conditions the ethanol yield of the COX5 mutant was lower but still higher than in the wild type. These findings lead to the estimation that in the COX5 mutant the fermentative pathways are more active than in the wild type under highly aerated conditions. Growth experiments with SHAM, the inhibitor of the alternative oxidase, showed that the COX5 mutant is completely sensitive to SHAM. The gas exchange was affected by SHAM in the same way. The wild type shows only minor reactions to high SHAM concentrations. This sensitivity of the mutant to SHAM shows the importance of the alternative oxidase after the lost of cytochrome-C-oxidase activity. The role seems to lie in maintaining the redox-balance of the cell, not in energy supply. If the alternative oxidase would deliver energy the mutant should be able to grow on non-fermentable substrates. Cultivations with KCN reduced the drymass yield of the wild type, but increased the one of the mutant. These observations were also supported by measuring the gas exchange. The gas exchange of the mutant was also increased in presence of KCN. Concerning these findings a stimulation effect of the KCN on the alternative oxidase could be possible. Die Hefe Pichia stipitis ist von wirtschaftlichem Interesse, weil sie in der Lage ist, Xylose zu Ethanol zu vergären, wozu nur wenige Hefen in der Lage sind. Xylose kann aus Lignocellulose, welche einen Großteil der pflanzlichen Biomasse darstellt, gewonnen werden. Dadurch lassen sich pflanzliche Abfälle und Abfälle der Papierindustrie als Grundstoff für die Bioethanolherstellung nutzen. Ethanol kann als Treibstoff oder als Treibstoffzusatz dienen. Eine genauere Untersuchung des Stickstoffstoffwechsels von P. stipitis war von Interesse, da dieser bei anderen Hefen einen sehr großen Einfluss auf das fermentative Verhalten hat und bei P.stipitis weitestgehend unerforscht ist. Zunächst wurde im Rahmen dieser Arbeit untersucht, ob P. stipitis in der Lage ist, Aminosäuren als C- oder N-Quelle zu nutzen. Die Ergebnisse zeigten, dass Glutamat, Aspartat und Prolin durch P. stipitis und andere Hefen nicht nur als N-Quelle, sondern auch als C-Quelle genutzt werden können. Das war bisher nur für wenige Hefen dokumentiert, jedoch nicht für P. stipitis. Um die Fähigkeit zur C-katabolischen Glutamatnutzung näher zu untersuchen, wurden Wachstumsversuche mit einem P. stipitis Wildtypstamm durchgeführt. Hierbei diente Glutamat sowohl als N- als auch als C- und N-Quelle. Es zeigte sich, dass Glutamat allein eine sehr effiziente C-Quelle für P. stipitis darstellte und auch parallel zu Glucose als C-Quelle genutzt werden konnte. Bei parallelen Verwendung von Glucsoe und Glutamat als C-Quelle wurde zudem die Ethanolbildung erhöht. Im Rahmen der Suche nach Schlüsselfaktoren der C-katabolischen Glutamatnutzung wurde die Aktivität der Glutamatdehydrogenasen, welche sowohl die Glutamatbildung als auch den Glutamatabbau katalysieren, bestimmt. Es zeigte sich, dass in Gegenwart von Glutamat als C-Quelle die anabolische Glutamatdehydrogenase GDH2 immer eine sehr hohe Aktivität aufwiese. Dies galt ebenso für die Kultivierung von P. stipitis mit Aspartat. Um die Rolle der GHD2 bei der C-katabolsichen Nutzung von Aminosäuren zu klären, wurde eine GDH2-Disruptante hergestellt. Hierzu wurde zunächst ein Stamm konstruiert, der im KU80 Gen disruptiert war. Dies geschah mit der Absicht, dass hohe Maß an unspezifischer nicht homologer Integration, welche in P. stipitis nach einer Transformation auftritt, zu reduzieren. Der nach Disruption des KU80 Genes erhaltene Stamm zeigte die erwarteten Eigenschaften. Bei ihm trat zu fast 100% homologe Integration auf, wenn DNA in die Zellen transformiert wurde. Mit diesem neuen Transformationsstamm gelang es eine GHD2-Disruptante zu erhalten. In dieser war die Fähigkeit, Glutamat als C- oder N-Quelle zu nutzen, vollkommen unterbunden. Auch Aspartat oder Prolin konnten nicht mehr als C-Quelle und nur eingeschränkt als N-Quelle genutzt werden. Durch diese Befunde wurde eine essenzielle Rolle der GDH2 im Glutamat-C-Katabolismus bestätigt. Da es von Interesse war, welche weiteren Faktoren an der Nutzung von Glutamat beteiligt sind, wurde eine zufällige Integrationsmutagenes durchgeführt. Unter den erhaltenen Transformanten wurde nach denen gesucht, die Glutamat nicht mehr als C- jedoch weiterhin als N-Quelle nutzen konnten. Es wurde eine Glu-Mutante isoliert, die im COX5 Gen defekt ist. Hierbei handelt es sich um die Untereinheit V der Cytochrom-c-Oxidase, welche zur mitochondrialen Atmungskette gehört. Dieser Stamm war unfähig auf nicht-fermentierbaren C-Quellen, einschließlich Aminosäuren, zu wachsen. Eine Untersuchung des fermentativen Verhaltens dieses Stammes zeigte, dass die Ethanolbildung unter aeroben, jedoch nicht unter semiaeroben, Bedingungen drastisch erhöht war. In der cox5 Mutante war keine Cytochrom-c-Oxidase Aktivität mehr messbar, jedoch wurde weiterhin Sauerstoff verbraucht. Dies legte die Vermutung nahe, dass hierfür die Aktivität einer alternativen Endoxidase verantwortlich war. Dass P. stipitis über eine solche verfügt ist bereits dokumentiert worden. Versuche mit dem Inhibitor Salicylhydroxamsäure (SHAM), der spezifisch die alternative Oxidase hemmt, bestätigten diese Vermutung. SHAM hemmte das Wachstum und den Sauerstoffverbrauch der cox5 Mutante vollkommen. Diese Resultate zeigen die essentielle Rolle der alternativen Oxidase in der Mutante, aber vermutlich auch im Wildtypstamm. Vermutlich wird sie benötigt, um den Stoffflux im Tricarbonsäurecyclus aufrecht zu erhalten.

2040 ist unsere Wirtschaft viel nachhaltiger. Löhne sichern ein gutes Leben, gleichzeitig legen wir mehr Wert auf Freizeit und Miteinander und weniger auf Konsum. Steuern und Subventionen wurden verändert, das Gesamtsystem ist gleich geblieben. – Projekt Zukunftsbilder: Wissenschaftler:innen stellen auf Basis aktueller Forschungsergebnisse und Studien dar, wie eine nachhaltige Welt aussehen könnte. Dieser Text beschreibt eine von über 40 Facetten des Lebens und Wirtschaftens in einem von vier Zukunftsbildern. Weitere Texte finden sich in der Zenodo-Community des Projekts ‘Zukunftsbilder’. Neben einem Weiter-so-Bild (Titel: „Langsam“) werden drei verschiedene positive Zukünfte geschildert (Titel: „Groß“, „Fokussiert“ und „Graswurzel“), die soziale Ziele erreichen und planetare Grenzen (zum Beispiel die Pariser Klimaziele oder Biodiversitätsziele) einhalten. Unsere Texte sind keine formellen wissenschaftlichen Zukunftsszenarien, sondern Beschreibungen von möglichen Zukünften. Sie wurden gemeinsam von Wissenschaftler:innen und Menschen aus sozialen Bewegungen erarbeitet und von Wissenschaftler:innen begutachtet. Die Texte stellen die Sichtweise der Autor:innen dar und sind nicht innerhalb aller beteiligten Organisationen abgestimmt. Das Projekt dient dazu, eine neue, konstruktive Diskussion um unsere Zukunft mit möglichst vielen Menschen anzuregen. Mehr Informationen unter www.zukunftsbilder.net. Bitte die aktuellste Version beachten!

Diese Studie zeigt Wege auf, wie Afrika sein Potenzial zur Sicherung der Versorgung mit Nahrungsmitteln für eine erschwingliche und gesunde Ernährung durch die nachhaltige Nutzung seiner eigenen Ressourcen ausschöpfen kann. Der Schwerpunkt liegt dabei auf Investitionen, Zusammenarbeit und politischen Maßnahmen. Die hier vorgeschlagene Agenda ist langfristig angelegt, sollte aber bereits kurzfristig mit konkreten Maßnahmen eingeleitet werden.