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500 results on '"Walther, Paul"'

6. ARF1 prevents aberrant type I interferon induction by regulating STING activation and recycling

Author

Hirschenberger, Maximilian, Lepelley, Alice, Rupp, Ulrich, Klute, Susanne, Hunszinger, Victoria, Koepke, Lennart, Merold, Veronika, Didry-Barca, Blaise, Wondany, Fanny, Bergner, Tim, Moreau, Tatiana, Rodero, Mathieu P., Rösler, Reinhild, Wiese, Sebastian, Volpi, Stefano, Gattorno, Marco, Papa, Riccardo, Lynch, Sally-Ann, Haug, Marte G., Houge, Gunnar, Wigby, Kristen M., Sprague, Jessica, Lenberg, Jerica, Read, Clarissa, Walther, Paul, Michaelis, Jens, Kirchhoff, Frank, de Oliveira Mann, Carina C., Crow, Yanick J., and Sparrer, Konstantin M. J.

Published
2023
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7. NF-κB is a critical mediator of post-mitotic senescence in oligodendrocytes and subsequent white matter loss

Author

Schlett, Judith Stefanie, Mettang, Melanie, Skaf, Aladdin, Schweizer, Pavel, Errerd, Alina, Mulugeta, Ephraim Alemayehu, Hein, Tabea Melissa, Tsesmelis, Konstantinos, Tsesmelis, Miltiadis, Büttner, Ulrike F. G., Wendt, Heinrich, Abaei, Alireza, Rasche, Volker, Prex, Vivien, Nespoli, Ester, Alami, Najwa Ouali, Tews, Daniel, Walther, Paul, Yilmazer-Hanke, Deniz, Oswald, Franz, Dimou, Leda, Wirth, Thomas, and Baumann, Bernd

Published
2023
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9. The C-terminal 32-mer fragment of hemoglobin alpha is an amyloidogenic peptide with antimicrobial properties

Author

Olari, Lia-Raluca, Bauer, Richard, Gil Miró, Marta, Vogel, Verena, Cortez Rayas, Laura, Groß, Rüdiger, Gilg, Andrea, Klevesath, Raphael, Rodríguez Alfonso, Armando A., Kaygisiz, Kübra, Rupp, Ulrich, Pant, Pradeep, Mieres-Pérez, Joel, Steppe, Lena, Schäffer, Ramona, Rauch-Wirth, Lena, Conzelmann, Carina, Müller, Janis A., Zech, Fabian, Gerbl, Fabian, Bleher, Jana, Preising, Nico, Ständker, Ludger, Wiese, Sebastian, Thal, Dietmar R., Haupt, Christian, Jonker, Hendrik R. A., Wagner, Manfred, Sanchez-Garcia, Elsa, Weil, Tanja, Stenger, Steffen, Fändrich, Marcus, von Einem, Jens, Read, Clarissa, Walther, Paul, Kirchhoff, Frank, Spellerberg, Barbara, and Münch, Jan

Published
2023
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17. SARS-CoV-2 infects and replicates in cells of the human endocrine and exocrine pancreas

Author

Müller, Janis A., Groß, Rüdiger, Conzelmann, Carina, Krüger, Jana, Merle, Uta, Steinhart, Johannes, Weil, Tatjana, Koepke, Lennart, Bozzo, Caterina Prelli, Read, Clarissa, Fois, Giorgio, Eiseler, Tim, Gehrmann, Julia, van Vuuren, Joanne, Wessbecher, Isabel M., Frick, Manfred, Costa, Ivan G., Breunig, Markus, Grüner, Beate, Peters, Lynn, Schuster, Michael, Liebau, Stefan, Seufferlein, Thomas, Stenger, Steffen, Stenzinger, Albrecht, MacDonald, Patrick E., Kirchhoff, Frank, Sparrer, Konstantin M. J., Walther, Paul, Lickert, Heiko, Barth, Thomas F. E., Wagner, Martin, Münch, Jan, Heller, Sandra, and Kleger, Alexander

Published
2021
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18. Attenuated replication and damaging effects of SARS‐CoV‐2 Omicron variants in an intestinal epithelial barrier model.

Author

Volcic, Meta, Nchioua, Rayhane, Pastorio, Chiara, Zech, Fabian, Haußmann, Isabell, Sauter, Daniel, Read, Clarissa, Walther, Paul, and Kirchhoff, Frank

Subjects
SARS-CoV-2 Omicron variant, SARS-CoV-2, SARS-CoV-2 Delta variant, INTESTINAL barrier function, COVID-19
Abstract

Many COVID‐19 patients suffer from gastrointestinal symptoms and impaired intestinal barrier function is thought to play a key role in Long COVID. Despite its importance, the impact of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS‐CoV‐2) on intestinal epithelia is poorly understood. To address this, we established an intestinal barrier model integrating epithelial Caco‐2 cells, mucus‐secreting HT29 cells and Raji cells. This gut epithelial model allows efficient differentiation of Caco‐2 cells into microfold‐like cells, faithfully mimics intestinal barrier function, and is highly permissive to SARS‐CoV‐2 infection. Early strains of SARS‐CoV‐2 and the Delta variant replicated with high efficiency, severely disrupted barrier function, and depleted tight junction proteins, such as claudin‐1, occludin, and ZO‐1. In comparison, Omicron subvariants also depleted ZO‐1 from tight junctions but had fewer damaging effects on mucosal integrity and barrier function. Remdesivir, the fusion inhibitor EK1 and the transmembrane serine protease 2 inhibitor Camostat inhibited SARS‐CoV‐2 replication and thus epithelial barrier damage, while the Cathepsin inhibitor E64d was ineffective. Our results support that SARS‐CoV‐2 disrupts intestinal barrier function but further suggest that circulating Omicron variants are less damaging than earlier viral strains. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Published
2024
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21. Functional and Morphological Differences of Muscle Mitochondria in Chronic Fatigue Syndrome and Post-COVID Syndrome.

Author

Bizjak, Daniel Alexander, Ohmayer, Birgit, Buhl, Jasmine Leonike, Schneider, Elisabeth Marion, Walther, Paul, Calzia, Enrico, Jerg, Achim, Matits, Lynn, and Steinacker, Jürgen Michael

Subjects
POST-acute COVID-19 syndrome, CHRONIC fatigue syndrome, PATHOLOGICAL physiology, MITOCHONDRIA, OXIDATIVE phosphorylation
Abstract

Patients suffering from chronic fatigue syndrome (CFS) or post-COVID syndrome (PCS) exhibit a reduced physiological performance capability. Impaired mitochondrial function and morphology may play a pivotal role. Thus, we aimed to measure the muscle mitochondrial oxidative phosphorylation (OXPHOS) capacity and assess mitochondrial morphology in CFS and PCS patients in comparison to healthy controls (HCs). Mitochondrial OXPHOS capacity was measured in permeabilized muscle fibers using high-resolution respirometry. Mitochondrial morphology (subsarcolemmal/intermyofibrillar mitochondrial form/cristae/diameter/circumference/area) and content (number and proportion/cell) were assessed via electron microscopy. Analyses included differences in OXPHOS between HC, CFS, and PCS, whereas comparisons in morphology/content were made for CFS vs. PCS. OXPHOS capacity of complex I, which was reduced in PCS compared to HC. While the subsarcolemmal area, volume/cell, diameter, and perimeter were higher in PCS vs. CFS, no difference was observed for these variables in intermyofibrillar mitochondria. Both the intermyofibrillar and subsarcolemmal cristae integrity was higher in PCS compared to CFS. Both CFS and PCS exhibit increased fatigue and impaired mitochondrial function, but the progressed pathological morphological changes in CFS suggest structural changes due to prolonged inactivity or unknown molecular causes. Instead, the significantly lower complex I activity in PCS suggests probably direct virus-induced alterations. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Published
2024
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23. Imbalanced mitochondrial function provokes heterotaxy via aberrant ciliogenesis

Author

Burkhalter, Martin D., Sridhar, Arthi, Sampaio, Pedro, Jacinto, Raquel, Burczyk, Martina S., Donow, Cornelia, Investigators, Max AngenendCompetence Network for Congenital Heart Defects, Hempel, Maja, Walther, Paul, Pennekamp, Petra, Omran, Heymut, Lopes, Susana S., Ware, Stephanie M., and Philipp, Melanie

Subjects
Congenital heart defects -- Analysis, Heart diseases -- Analysis, Genes -- Analysis, Medical research -- Analysis, Genetic disorders -- Analysis, Mitochondrial DNA -- Analysis, Biosynthesis, Genomics, Newborn infants, Phenotypes, DNA, Genomes, Cardiovascular diseases, RNA, Health care industry
Abstract

About 1% of all newborns are affected by congenital heart disease (CHD). Recent findings identify aberrantly functioning cilia as a possible source for CHD. Faulty cilia also prevent the development of proper left-right asymmetry and cause heterotaxy, the incorrect placement of visceral organs. Intriguingly, signaling cascades such as mTOR that influence mitochondrial biogenesis also affect ciliogenesis, and can cause heterotaxy-like phenotypes in zebrafish. Here, we identify levels of mitochondrial function as a determinant for ciliogenesis and a cause for heterotaxy. We detected reduced mitochondrial DNA content in biopsies of heterotaxy patients. Manipulation of mitochondrial function revealed a reciprocal influence on ciliogenesis and affected cilia-dependent processes in zebrafish, human fibroblasts and Tetrahymena thermophila. Exome analysis of heterotaxy patients revealed an increased burden of rare damaging variants in mitochondria-associated genes as compared with 1000 Genome controls. Knock down of such candidate genes caused cilia elongation and ciliopathy-like phenotypes in zebrafish, which could not be rescued by RNA encoding damaging rare variants identified in heterotaxy patients. Our findings suggest that ciliogenesis is coupled to the abundance and function of mitochondria. Our data further reveal disturbed mitochondrial function as an underlying cause for heterotaxy- linked CHD and provide a mechanism for unexplained phenotypes of mitochondrial disease., Introduction Cilia are tubulin-based extensions, which can be motile or immotile. Immotile cilia, also known as primary cilia, exist as monocilia emanating from most vertebrate cells upon entry into G0 [...]

Published
2019
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30. Platelet Serotonin Aggravates Myocardial Ischemia/Reperfusion Injury via Neutrophil Degranulation

Author

Mauler, Maximilian, Herr, Nadine, Schoenichen, Claudia, Witsch, Thilo, Marchini, Timoteo, Härdtner, Carmen, Koentges, Christoph, Kienle, Korbinian, Ollivier, Véronique, Schell, Maximilian, Dorner, Ludwig, Wippel, Christopher, Stallmann, Daniela, Normann, Claus, Bugger, Heiko, Walther, Paul, Wolf, Dennis, Ahrens, Ingo, Lämmermann, Tim, Ho-Tin-Noé, Benoît, Ley, Klaus, Bode, Christoph, Hilgendorf, Ingo, and Duerschmied, Daniel

Published
2019
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35. Cas1 and Fen1 Display Equivalent Functions During Archaeal DNA Repair

Author

Wörtz, Julia, Smith, Victoria, Fallmann, Jörg, König, Sabine, Thuraisingam, Tharani, Walther, Paul, Urlaub, Henning, Stadler, Peter F., Allers, Thorsten, Hille, Frank, and Marchfelder, Anita

Subjects
Microbiology (medical), CRISPR/Cas-Methode, CRISPR-Cas systems, Archaebakterien, DNS-Reparatur, archaea, DNA repair, Archaea, Microbiology, Cas1, ddc:570, Fen1, ddc:610, CRISPR-Cas, Haloferax volcanii
Abstract

CRISPR-Cas constitutes an adaptive prokaryotic defence system against invasive nucleic acids like viruses and plasmids. Beyond their role in immunity, CRISPR-Cas systems have been shown to closely interact with components of cellular DNA repair pathways, either by regulating their expression or via direct protein-protein contact and enzymatic activity. The integrase Cas1 is usually involved in the adaptation phase of CRISPR-Cas immunity but an additional role in cellular DNA repair pathways has been proposed previously. Here, we analysed the capacity of an archaeal Cas1 from Haloferax volcanii to act upon DNA damage induced by oxidative stress and found that a deletion of the cas1 gene led to reduced survival rates following stress induction. In addition, our results indicate that Cas1 is directly involved in DNA repair as the enzymatically active site of the protein is crucial for growth under oxidative conditions. Based on biochemical assays, we propose a mechanism by which Cas1 plays a similar function to DNA repair protein Fen1 by cleaving branched intermediate structures. The present study broadens our understanding of the functional link between CRISPR-Cas immunity and DNA repair by demonstrating that Cas1 and Fen1 display equivalent roles during archaeal DNA damage repair.

Published
2022
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38. Ray-tracing based Inference Attacks on Physical Layer Security

Author

Walther, Paul, Richter, Markus, and Strufe, Thorsten

Abstract

In wireless network security, physical layer security provides a viable alternative to classical cryptography, which deliver high security guarantees with minimal energy expenditure. Nevertheless, these cryptograhpic primitives are based on assumptions about physical conditions which in practice may not be fulfilled. In this work we present a ray-tracing based attack, which challenges the basic assumption of uncorrelated channel properties for eavesdroppers. We realize this attack and evaluate it with real world measurement, and thereby show that such attacks can predict channel properties better than previous attacks and are also more generally applicable., Electronic Communications of the EASST, Volume 80: Conference on Networked Systems 2021 (NetSys 2021)

Published
2021
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47. Towards Practical and Secure Channel Impulse Response-based Physical Layer Key Generation

Author

Walther, Paul, Strufe, Thorsten, Hollick, Matthias, and Technische Universität Dresden

Subjects
Sicherheit auf der physikalischen Ebene, Schlüsselgenerierung, Angriffe, Machine Learning, physical layer security, key generation, attacks, machine learning, ddc:004
Abstract

Der derzeitige Trend hin zu “smarten” Geräten bringt eine Vielzahl an Internetfähigen und verbundenen Geräten mit sich. Die entsprechende Kommunikation dieser Geräte muss zwangsläufig durch geeignete Maßnahmen abgesichert werden, um die datenschutz- und sicherheitsrelevanten Anforderungen an die übertragenen Informationen zu erfüllen. Jedoch zeigt die Vielzahl an sicherheitskritischen Vorfällen im Kontext von “smarten” Geräten und des Internets der Dinge auf, dass diese Absicherung der Kommunikation derzeit nur unzureichend umgesetzt wird. Die Ursachen hierfür sind vielfältig: so werden essentielle Sicherheitsmaßnahmen im Designprozess mitunter nicht berücksichtigt oder auf Grund von Preisdruck nicht realisiert. Darüber hinaus erschwert die Beschaffenheit der eingesetzten Geräte die Anwendung klassischer Sicherheitsverfahren. So werden in diesem Kontext vorrangig stark auf Anwendungsfälle zugeschnittene Lösungen realisiert, die auf Grund der verwendeten Hardware meist nur eingeschränkte Rechen- und Energieressourcen zur Verfügung haben. An dieser Stelle können die Ansätze und Lösungen der Sicherheit auf physikalischer Schicht (physical layer security, PLS) eine Alternative zu klassischer Kryptografie bieten. Im Kontext der drahtlosen Kommunikation können hier die Eigenschaften des Übertragungskanals zwischen zwei legitimen Kommunikationspartnern genutzt werden, um Sicherheitsprimitive zu implementieren und damit Sicherheitsziele zu realisieren. Konkret können etwa reziproke Kanaleigenschaften verwendet werden, um einen Vertrauensanker in Form eines geteilten, symmetrischen Geheimnisses zu generieren. Dieses Verfahren wird Schlüsselgenerierung basierend auf Kanalreziprozität (channel reciprocity based key generation, CRKG) genannt. Auf Grund der weitreichenden Verfügbarkeit wird dieses Verfahren meist mit Hilfe der Kanaleigenschaft des Empfangsstärkenindikators (received signal strength indicator, RSSI) realisiert. Dies hat jedoch den Nachteil, dass alle physikalischen Kanaleigenschaften auf einen einzigen Wert heruntergebrochen werden und somit ein Großteil der verfügbaren Informationen vernachlässigt wird. Dem gegenüber steht die Verwendung der vollständigen Kanalzustandsinformationen (channel state information, CSI). Aktuelle technische Entwicklungen ermöglichen es zunehmend, diese Informationen auch in Alltagsgeräten zur Verfügung zu stellen und somit für PLS weiterzuverwenden. In dieser Arbeit analysieren wir Fragestellungen, die sich aus einem Wechsel hin zu CSI als verwendetes Schlüsselmaterial ergeben. Konkret untersuchen wir CSI in Form von Ultrabreitband-Kanalimpulsantworten (channel impulse response, CIR). Für die Untersuchungen haben wir initial umfangreiche Messungen vorgenommen und damit analysiert, in wie weit die grundlegenden Annahmen von PLS und CRKG erfüllt sind und die CIRs sich grundsätzlich für die Schlüsselgenerierung eignen. Hier zeigen wir, dass die CIRs der legitimen Kommunikationspartner eine höhere Ähnlichkeit als die eines Angreifers aufzeigen und das somit ein Vorteil gegenüber diesem auf der physikalischen Schicht besteht, der für die Schlüsselgenerierung ausgenutzt werden kann. Basierend auf den Ergebnissen der initialen Untersuchung stellen wir dann grundlegende Verfahren vor, die notwendig sind, um die Ähnlichkeit der legitimen Messungen zu verbessern und somit die Schlüsselgenerierung zu ermöglichen. Konkret werden Verfahren vorgestellt, die den zeitlichen Versatz zwischen reziproken Messungen entfernen und somit die Ähnlichkeit erhöhen, sowie Verfahren, die das in den Messungen zwangsläufig vorhandene Rauschen entfernen. Gleichzeitig untersuchen wir, inwieweit die getroffenen fundamentalen Sicherheitsannahmen aus Sicht eines Angreifers erfüllt sind. Zu diesem Zweck präsentieren, implementieren und analysieren wir verschiedene praktische Angriffsmethoden. Diese Verfahren umfassen etwa Ansätze, bei denen mit Hilfe von deterministischen Kanalmodellen oder durch ray tracing versucht wird, die legitimen CIRs vorherzusagen. Weiterhin untersuchen wir Machine Learning Ansätze, die darauf abzielen, die legitimen CIRs direkt aus den Beobachtungen eines Angreifers zu inferieren. Besonders mit Hilfe des letzten Verfahrens kann hier gezeigt werden, dass große Teile der CIRs deterministisch vorhersagbar sind. Daraus leitet sich der Schluss ab, dass CIRs nicht ohne adäquate Vorverarbeitung als Eingabe für Sicherheitsprimitive verwendet werden sollten. Basierend auf diesen Erkenntnissen entwerfen und implementieren wir abschließend Verfahren, die resistent gegen die vorgestellten Angriffe sind. Die erste Lösung baut auf der Erkenntnis auf, dass die Angriffe aufgrund von vorhersehbaren Teilen innerhalb der CIRs möglich sind. Daher schlagen wir einen klassischen Vorverarbeitungsansatz vor, der diese deterministisch vorhersagbaren Teile entfernt und somit das Eingabematerial absichert. Wir implementieren und analysieren diese Lösung und zeigen ihre Effektivität sowie ihre Resistenz gegen die vorgeschlagenen Angriffe. In einer zweiten Lösung nutzen wir die Fähigkeiten des maschinellen Lernens, indem wir sie ebenfalls in das Systemdesign einbringen. Aufbauend auf ihrer starken Leistung bei der Mustererkennung entwickeln, implementieren und analysieren wir eine Lösung, die lernt, die zufälligen Teile aus den rohen CIRs zu extrahieren, durch die die Kanalreziprozität definiert wird, und alle anderen, deterministischen Teile verwirft. Damit ist nicht nur das Schlüsselmaterial gesichert, sondern gleichzeitig auch der Abgleich des Schlüsselmaterials, da Differenzen zwischen den legitimen Beobachtungen durch die Merkmalsextraktion effizient entfernt werden. Alle vorgestellten Lösungen verzichten komplett auf den Austausch von Informationen zwischen den legitimen Kommunikationspartnern, wodurch der damit verbundene Informationsabfluss sowie Energieverbrauch inhärent vermieden wird.

Published
2021

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