@phdthesis{Werner2023,
  author    = {Werner, Jana Sophia},
  title     = {Frequenzabh{\"a}ngigkeit der IP3-induzierten Calciumregulation in murinen ventrikul{\"a}ren Kardiomyozyten},
  doi       = {10.25972/OPUS-32315},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-323158},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {In Kardiomyozyten ist Calcium (Ca2+) ein wichtiges Signalmolek{\"u}l und eine pr{\"a}zise Regulation der Ca2+ Konzentration in den Zellkompartimenten erforderlich. Ca2+ wird Angiotensin II-induziert und vom Botenstoff IP3 vermittelt aus IP3 Rezeptoren des Sarkoplasmatischen Retikulum (SR) freigesetzt, was zur mitochondrialen Ca2+ Aufnahme f{\"u}hrt. Diese Kommunikationswege zwischen SR und Mitochondrium sind u.a. bei der Herzinsuffizienz durch pathologische Umbauprozesse gest{\"o}rt. Zudem zirkulieren bei Herzinsuffizienz vermehrt Hormone wie AngII, welches u.a. die intrazellul{\"a}re IP3 Konzentration steigert und als Hypertrophie Signal wirkt. Dieser Arbeit geht die Vermutung voraus, dass eine gest{\"o}rte mitochondriale Ca2+ Aufnahme durch Ver{\"a}nderung des nukle{\"a}ren Ca2+ Transienten die hypertrophe Genexpression beeinflussen kann. Es wurde an ventrikul{\"a}ren Kardiomyozyten von adulten M{\"a}usen mit kardiospezifischem MCU Knock out oder MCU Wildtyp untersucht, wie sich Ca2+ Transienten in Zytosol und Nukleus bei AngII-Stimulation und St{\"o}rung der mitochondrialen Ca2+ Aufnahme durch Blockade des mRyR1 oder des MCU ver{\"a}ndern. Zum Vergleich wurde der Effekt des β adrenerg vermittelten, IP3 unabh{\"a}ngigen Ca2+ Anstiegs beobachtet. Zur Untersuchung der Frequenzabh{\"a}ngigkeit der Effekte wurde die elektrische Stimulation wurde variiert. Die Arbeit zeigt, dass sich die Blockade der mitochondrialen Ca2+ Aufnahme unterschiedlich auf den nukle{\"a}ren Ca2+ Transienten auswirkt: Bei AngII-Stimulation kam es in Folge der Blockade des mRyR1, nicht aber des MCU, zur Steigerung des nukle{\"a}ren Ca2+ Transienten. Dieser Effekt war bei 1 Hz Stimulationsfrequenz, nicht aber nach einer Steigerung auf 4 Hz zu beobachten. Bei β adrenerger Stimulation hingegen ver{\"a}nderte die Blockade des MCU oder des mRyR1 die Ca2+ Transienten im Kern nicht signifikant. Die Arbeit verdeutlicht die Bedeutung der IP3 vermittelten Ca2+ Freisetzung f{\"u}r die Kontrolle der Ca2+ Konzentrationen in unterschiedlichen zellul{\"a}ren Kompartimenten.},
  subject      = {Calciumtransport},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Leucht2021,
  author    = {Leucht, Annalena},
  title     = {Einfluss der mitochondrialen Ca\(^{2+}\)-Aufnahme auf die nukle{\"a}re Ca\(^{2+}\)-Konzentration in ventrikul{\"a}ren Kardiomyozyten der Maus},
  doi       = {10.25972/OPUS-22028},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-220289},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {Nach Stimulierung mit einem IP3-Rezeptor Agonisten wird die mitochondriale Ca2+-Aufnahme stimuliert. Wenn diese mitochondriale Ca2+-Aufnahme durch Dantrolen oder Ru360 blockiert wird, dann steigt nachfolgend das zytosolische [Ca2+] an. Nach Blockierung des mRyR durch Dantrolen steigt zus{\"a}tzlich durch die Beeinflussung der passiven Komponente des nukle{\"a}ren Ca2+-Transienten das nukle{\"a}re [Ca2+] an. Dieses erh{\"o}hte nukle{\"a}re [Ca2+] hat letztlich eine Hypertrophie zur Folge. Somit k{\"o}nnen Mitochondrien, die in ihrer Funktion gest{\"o}rt sind, zur Entwicklung der Hypertrophie beitragen.},
  subject      = {Mitochondrium},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Moch2019,
  author    = {Moch, Christian Peter},
  title     = {Analyse der mitochondrialen Dysfunktion im myokardialen Isch{\"a}mie-Reperfusionsschaden unter Einfluss von Enoximon im Modell der Langendorffperfusion des Rattenherzens},
  doi       = {10.25972/OPUS-18988},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-189880},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {Hintergrund: Im Zuge einer akuten Herzinsuffizienz kommt es auf Grund der Isch{\"a}mie und Reperfusionssch{\"a}den (IR) zur Verschlechterung der Herzfunktion. Studien bez{\"u}glich einer 15- und 20 min{\"u}tigen Isch{\"a}mie haben f{\"u}r den Phosphodiesterase3-Hemmer Enoximon bereits einen positiven Einfluss auf die Myokard- und Mitochondirenfunktion aufzeigen k{\"o}nnen. Ob diese Ergebnisse auch unter l{\"a}ngerer Isch{\"a}miezeit reproduzierbar sind, war Gegenstand dieser Arbeit. Material und Methoden: 4 Gruppen wurden bez{\"u}glich ihrer Ergebnisse im Zuge einer retrograden Perfusion von Rattenherzen innerhalb der Langendorff-Apparatur verglichen. Allen Gruppen war eine 30-min{\"u}tige Perfusion gemein. Als Kontrollgruppe diente IR0/30. Die Gruppen unterschieden hinsichtlich der Verwendung einer 40-min{\"u}tigen Isch{\"a}miezeit vor Reperfusion (IR40/30) sowie dem Gebrauch von Enoximon mit (Enox-IR40/30) und ohne Isch{\"a}mie (Enox-IR0/30). Im Rahmen des Langendorff-Versuchs wurde der linksventrikul{\"a}re Druck (LVPsys), der Koronarfluss, die Kontraktilit{\"a}t (LVdp/dtmax) sowie Herzenzyme bestimmt. Zur Bestimmung der Mitochondrienfunktion wurden die IFM und SSM isoliert und hinsichtlich der Atmungskettenfunktion (RCF) sowie der mPTP-{\"O}ffnung untersucht. Ergebnisse: Unter IR kam es zu einem Abfall des LVPsys (p<0,01), LVdp/dtmax (p<0,004) sowie des Koronarflusses (p=0,01). Es war eine verst{\"a}rkte Schwellung der Mitochondrien im Rahmen der mPTP-{\"O}ffung f{\"u}r IFM (p=0,01) und SSM (p<0,0001) erkennbar. Die Konzentrationen der Herzmarker GOT und hFABP stiegen an. F{\"u}r Troponin T, CK und CK-MB fand sich kein signifikanter Unterschied zur Kontrollgruppe.Die Komplexaktivit{\"a}t der IFM war in den Komplexgruppen II-V (p<0,0001), II-IV (p<0,0001), III-V (p=0,004) und IV (p<0,0001) verringert. In SSM zeigte sich ein Aktivit{\"a}tsabfall im Komplex IV (p=0,05). Enoximon hatte unter Isch{\"a}mie keinen Einfluss auf die h{\"a}modynamischen Parameter. Gegen Ende der Messung kam es zu einem geringen Anstieg der mPTP-{\"O}ffnung der SSM (p=0,05). Die Konzentration an hFABP war verringert. Die Komplexaktivit{\"a}t der IFM stieg in den Komplexgruppen I-V (p=0,01), II-V (p=0,04), II-IV (p=0,02) und IV (p=0,02) gegen{\"u}ber IR40/30 an. In nicht-isch{\"a}mischen Myokard (Enox-IR0/30) zeigte Enoximon einen Anstieg des LVdp/dtmax (p<0,02) und verringerte die Konzentration an TroponinT (p<0,02). W{\"a}hrend die Komplexaktivit{\"a}t der IFM in I-V anstieg (p=0,01), zeigte diese sich in II-V (p=0,04) und III-V (p=0,009) abgeschw{\"a}cht. F{\"u}r SSM war am Ende der Messung ein geringer Anstieg der mPTP- {\"O}ffnung erkennbar (p<0,04). Diskussion: IR-Sch{\"a}den verschlechtern die Herzleistung, f{\"u}hren zu einer Reduktion der Mitochondrienfunktion sowie gesteigerter Vulnerabilit{\"a}t der Mitochondrien im Zuge der mPTP-{\"O}ffnung. W{\"a}hrend Studien mit k{\"u}rzer Isch{\"a}miezeit f{\"u}r Enoximon eine Verbesserung des LVPsys, LVdp/dtmax und Koronarflusses aufzeigen konnten, waren unter 40min{\"u}tiger Isch{\"a}mie kein Einfluss von Enoximon mehr erkennbar. Es ließ sich unter Isch{\"a}mie f{\"u}r Enoximon jedoch ein positiver Einfluss auf die Atmungskettenkomplexe der IFM nachweisen. Gleichzeitig war in nativem Myokard ein Anstieg des LVdp/dtmax unter Enoximon erkennbar. In Zuge von IR-Sch{\"a}den scheint somit die Wirksamkeit von Enoximon stark von einem fr{\"u}hen Applikationszeitpunkt abh{\"a}ngig zu sein.},
  subject      = {Enoximon},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Loewer2019,
  author    = {L{\"o}wer, Linda},
  title     = {Mitochondrien Targeting: Untersuchungen zum antiproliferativen Effekt des Antibiotikums Tigecyclin bei humanen kolorektalen Karzinomzelllinien},
  doi       = {10.25972/OPUS-17897},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-178979},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {In der vorliegenden Arbeit wurde der antiproliferative Effekt des Antibiotikums Tigecyclin an den f{\"u}nf humanen kolorektalen Karzinomzelllinien HCT116, Colo678, Colo741, LS174T, RKO untersucht. Der antiproliferative Effekt von Tigecyclin wurde als halbmaximale inhibitorische Konzentration oder IC50 bestimmt. Dabei war der antiproliferative Effekt von Tigecyclin f{\"u}r die untersuchten kolorektalen Karzinomzellen bei einer Inkuba¬tionszeit von drei Tagen mit IC50-Werten von 5,6 bis 29,6 µmol/L st{\"a}rker als der f{\"u}r Fibroblasten (nicht-transformierte Kontrollzellen) mit einem IC50-Wert von 64,5 µmol/L. Zum Nachweis eines antiproliferativen Effektes von Tigecyclin auch bei verl{\"a}ngerten Inkubationszeiten wurde das Medium nach drei Tagen gewechselt und die Zellen mit und ohne Tigecyclin bis Tag 7 weiterkultiviert. Ohne Tigecyclin nahm der antiproliferative Effekt leicht ab und damit der Anteil vitaler Zellen zu. Wurden kolorektale Karzinomzellen kontinuierlich mit Tigecyclin kultiviert, blieb der antiproliferative Effekt {\"u}ber den Zeitraum von sieben Tagen erhalten. Ein synergistischer Effekt zwischen Tigecyclin und 5-Fluoruracil bzw. Oxaliplatin war nicht nachzuweisen. Fluoreszenzmikroskopische Untersuchungen mit dem Farb¬stoff JC-1 zeigen, dass Tigecyclin zu einem Zusammenbruch des elektro¬chemischen Potentialgradienten der mitochondrialen Atmungskette f{\"u}hrte. Bei h{\"o}heren Konzen¬trationen an Tigecyclin (75 µmol/L) nahm bei HCT116 die Anzahl an Zellen mit defekter Atmungskette in den Mitochondrien st{\"a}rker zu als bei Fibroblas¬ten. Einen Zusammenhang zwischen Depolarisierung und molekularen Mecha¬nismen des Zelltods herzustellen, gelang bei zwei von f{\"u}nf Tumorzelllinien (HCT116, RKO) durch Nachweis des Autophagiemarkers LC3-II.},
  subject      = {Tigecyclin},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schaefer2011,
  author    = {Sch{\"a}fer, Ingo},
  title     = {Fremdgenexpression in humanen Mitochondrien},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-85202},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Bei einer Vielzahl neuromuskul{\"a}rer und neurodegenerativer Erkrankungen spielen Fehlfunktionen der Mitochondrien eine wichtige Rolle. Da die Proteine der Atmungsketten-komplexe sowohl durch die mitochondriale DNA als auch durch das Kerngenom codiert werden, k{\"o}nnen Mutationen in beiden Genomen die Ausl{\"o}ser dieser Erkrankungen darstellen. Ver{\"a}nderungen der mitochondrialen DNA lassen sich - im Gegensatz zum Kerngenom - bisher nicht korrigieren, weshalb bei einem großen Teil der Erkrankungen nur die Symptome und nicht die Ausl{\"o}ser behandelt werden k{\"o}nnen. Das grundlegende Problem stellt dabei der Transport der DNA in die Mitochondrien dar. Ziel dieser Arbeit war es, mit Hilfe von physikalischen Transfektionsmethoden exogene DNA in die Mitochondrien menschlicher Kulturzellen einzubringen. Dazu wurden unterschiedliche Vektoren hergestellt, die in Mitochondrien das an die Mitochondrien angepasste gr{\"u}n fluoreszierende mtEGFP exprimieren sollen. Die Expressionsf{\"a}higkeit und Prozessierung dieser Konstrukte konnte in in-vitro-Assays mit einem Mitochondrienextrakt nachgewiesen werden. Bei Transfektionsversuchen mit der Gene Gun gelang es erstmals, exogene Plasmid-DNA in die Mitochondrien menschlicher Zellen einzubringen. Das durch die transfizierten Vektoren exprimierte mtEGFP konnte am Fluoreszenzmikroskop eindeutig in den Mitochondrien der Zellen lokalisiert werden. Eine Transfektion mit Hilfe magnetischer Partikel erwies sich jedoch nicht als zielf{\"u}hrend, da die die Partikel eine Eigenfluoreszenz aufwiesen, die eine Detektion der mtEGFP-Expression verhinderten. Eine wichtige Voraussetzung f{\"u}r die Transfektion von Mitochondrien durch mechanische Methoden wie die Mikroinjektion ist die reversible Induktion von Megamitochondrien, da sie erst in diesem Zustand penetriert werden k{\"o}nnen. Durch eine Ans{\"a}uerung des Kulturmediums mit Natriumacetat bzw. Essigs{\"a}ure konnten Mitochondrien erzeugt werden, die beinahe die Gr{\"o}ße des Zellkerns aufwiesen und somit ideale Bedingungen f{\"u}r die Mikroinjektion darstellen. Bei den anschließenden Mikroinjektionsversuchen mit den hergestellten mitochondrialen Expressionsvektoren wurden wiederum Zellen mit eindeutig gr{\"u}n fluoreszierenden Mitochondrien gefunden. Zusammenfassend wurden im Rahmen dieser Arbeit erstmalig menschliche Mitochondrien mit exogener DNA transfiziert. Dies stellt einen grundlegenden Schritt f{\"u}r die Entwicklung neuer Therapieformen bei mitochondrialen Myopathien dar. Zuvor m{\"u}ssen die Transfektionsmethoden jedoch noch weiter optimiert werden, um eine h{\"o}here Transfektionseffizienz zu erreichen.},
  subject      = {Mitochondrium},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kukat2008,
  author    = {Kukat, Christian},
  title     = {Fusion, Fission und Nucleoids in Megamitochondrien},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-30467},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {In rho0-Zellen, die {\"u}ber keine mitochondriale DNA (mtDNA) mehr verf{\"u}gen, entstehen w{\"a}hrend der Kultivierung Megamitochondrien durch endogene Milchs{\"a}ure-Azidifizierung des Kulturmediums. Diese Riesenorganellen bilden sich dabei durch mitochondriale Fusionsereignisse und/oder eine Hemmung der Fission. In Zellen mit mitochondrialem Genom ist es ebenso m{\"o}glich Megamitochondrien durch artifizielles Ans{\"a}uern des Kulturmediums zu induzieren. Diese Erkenntnisse wurden im Rahmen dieser Arbeit als Werkzeug verwendet, um Einblicke in mitochondriale Fusions- und Fissionsereignisse zu erlangen. Zun{\"a}chst wurde die Fusion mitochondrialer Matrixkompartimente mithilfe der photoaktivierbaren Variante des gr{\"u}nen fluoreszierenden Proteins (PA-GFP) untersucht. Hiermit konnte gezeigt werden, dass das Vermischen der Matrixkompartimente nach der Fusion ein sehr schneller Prozess ist. Die Analyse der Bildung und R{\"u}ckbildung der Megamitochondrien erfolgte sowohl konfokal- als auch elektronenmikroskopisch, wobei sich zeigte, dass die Matrix der Riesenorganellen kaum mehr Cristae beinhaltet. Die R{\"u}ckbildung der Megamitochondrien zum normalen Netzwerk ist ein sehr schneller Prozess, bei dem schon nach 15 min keine vergr{\"o}ßerten Organellen mehr sichtbar sind. Dies indiziert, dass der R{\"u}ckbildungsprozess wahrscheinlich durch Ver{\"a}nderungen von verf{\"u}gbaren Proteinen durchgef{\"u}hrt wird, ohne die Induzierung von Proteinneusynthese. Untersuchungen auf ultrastruktureller Ebene zeigten, dass es w{\"a}hrend der R{\"u}ckbildung zur Formation von drei unterschiedlichen Mitochondrientypen kam, die sich in ihrer Morphologie stark unterschieden. Weiterhin wurden vergleichende Studien zur Bildung der Megamitochondrien durchgef{\"u}hrt, bei denen der Einfluss von Atmungsketten-Inhibitoren auf die Bildung von Milchs{\"a}ure-induzierten Riesenorganellen untersucht wurde. Die Resultate deuten f{\"u}r die Megamitochondrieninduktion auf eine Abh{\"a}ngigkeit auf ein intaktes Membranpotential hin. Immunzytochemisch wurde die endogene Lokalisation der mitochondrialen Fusions- und Fissionsproteine Mitofusin 2, hFis1 und Drp1/DNM1L am Modellsystem der Megamitochondrieninduktion aufgekl{\"a}rt. Es zeigte sich, dass diese Proteine punktf{\"o}rmig an der {\"a}ußeren Membran der Riesenorganellen lokalisieren Um das Modellsystem an lebenden Zellen zu nutzen, wurden Vektoren konstruiert, die fluoreszenzmarkierte Proteine der mitochondrialen Fusions- und Fissionsmaschinerie exprimierten. Hiermit konnte einerseits die Lokalisation von Mitofusin 1, Mitofusin 2, hFis1 und Drp1/DNM1L in lebenden Zellen nach Induktion der Megamitochondrien analysiert werden und andererseits der Einfluss der {\"U}berexpression dieser Proteine auf die Bildung der Riesenorganellen dokumentiert werden. Die Ergebnisse machten deutlich, dass nur die {\"U}berepxression von hFis1 die Bildung der Megamitochondrien verhinderte. Ein weiterer Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit lag in der Visualisierung und Dynamik mitochondrialer Nucleoids in lebenden Zellen. Nucleoids sind Protein-DNA-Komplexe, in denen mitochondriale Genome organisiert sind. Mit dem Farbstoff PicoGreen gelang es mtDNA in lebenden Zellen zu f{\"a}rben und Dynamikstudien der punktf{\"o}rmigen Strukturen mikroskopisch festzuhalten. W{\"a}hrend sich mtDNA im mitochondrialen Netzwerk nur marginal aufgrund stattfindender Fusions- und Fissionsereignisse bewegte kam es in den Milchs{\"a}ure-induzierten Megamitochondrien zu einer extensiven und extrem schnellen Bewegung von mitochondrialer DNA. In anschließenden Versuchen wurde der mitochondriale Transkriptions- und Verpackungsfaktor TFAM als fluoreszentes Fusionsprotein in Zellen transfiziert und Kolokalisationsstudien zeigten, dass das Fusionsprotein mit mtDNA kolokalisiert. In den Riesenorganellen pr{\"a}sentierten punktf{\"o}rmige TFAM-gef{\"a}rbte Nucleoids ein sehr dynamisches Verhalten mit schneller Bewegung. In rho0-Zellen ohne mitochondriale DNA war die TFAM-Fluoreszenz hingegen gleichm{\"a}ßig verteilt. Ein weiterer Nucleiodbestandteil ist das mitochondriale DNA-Einzelstrangbindeprotein SSBP1, welches in Megamitochondrien ebenso ein sehr dynamisches Verhalten aufwies. Eine mitochondrial-zielgesteuerte und EGFP-markierte Restriktionsendonuklease wies ebenfalls das typische, punktf{\"o}rmige Nucleoidmuster im mitochondrialen Netzwerk auf, was auf eine Interaktion mit der mtDNA schließen l{\"a}sst. In rho0-Zellen ohne mtDNA kam es jedoch zur gleichm{\"a}ßigen Verteilung des Konstruktes in den Mitochondrien. Zusammenfassend wurden in dieser Arbeit sowohl Einblicke in die Biologie der Megamitochondrien gewonnen, als auch Erkenntnisse {\"u}ber die Dynamik mitochondrialer Protein-DNA-Komplexe, wobei der Schwerpunkt hierbei auf einer Analyse mit Hilfe optischer Methoden lag.},
  subject      = {Mitochondrium},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kukat2007,
  author    = {Kukat, Alexandra},
  title     = {Mitochondriale Fusions- und Fissionsvorg{\"a}nge am Modellsystem von Mega-Mitochondrien einer rho0-Zelllinie},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-26484},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Viele Funktionen der Mitochondrien basieren auf Prozessen, an denen sowohl mitochondriale wie auch kernkodierte Genprodukte beteiligt sind. Durch zahlreiche Interaktionen ist der Einfluss dieser Einzelkomponenten auf das zellul{\"a}re System oftmals nur schwierig erkennbar. Mit Hilfe von rho0 -Zellen, deren Mitochondrien {\"u}ber kein eigenes Genom mehr verf{\"u}gen, kann die mitochondriale Genkomponente ausgeschlossen werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurden zun{\"a}chst die metabolischen, proliferativen und morphologischen Eigenschaften einer rho0-Zelllinie 143B.TK-K7 untersucht, welche durch die Expression einer mitochondrial zielgesteuerten Restriktionsendonuklease hergestellt wurde. W{\"a}hrend der Kultivierung bilden sich im Zytoplasma der 143B.TK-K7-Zellen mit fortlaufender Kultivierungszeit und zunehmenden Azidifizierung des Mediums Mega-Mitochondrien. Diese entstehen sowohl durch zahlreiche Fusionsereignisse als auch einem Schwellen durch vermehrten Wassereinfluss in die Mitochondrienmatrix. Alle Mitochondrien liegen dann als große kugelf{\"o}rmige Strukturen in der Zelle vor und nehmen somit die geringste Oberfl{\"a}che zu einem vorhandenen Volumen ein. Die Entstehung der Mega-Mitochondrien ist dabei abh{\"a}ngig von einer hohen Protonenkonzentration zus{\"a}tzlich zu einer ausreichend großen Menge an Laktat im Medium (Milchs{\"a}ure). Zudem zeigt sich, dass auch in Zellen, welche noch ein mitochondriales Genom besitzen, durch diese Bedingungen die Bildung von Mega-Mitochondrien induziert werden kann. Bei der Entstehung der Mega-Mitochondrien handelt es sich zun{\"a}chst nicht um apoptotische Vorg{\"a}nge, da durch den Austausch des aziden Mediums eine {\"a}ußerst schnelle R{\"u}ckbildung in ein, den rho0-Zellen {\"a}hnliches Mitochondriennetzwerk erfolgt. Metabolische Untersuchungen zeigen, dass f{\"u}r die R{\"u}ckbildung der Mega-Mitochondrien zu einem Netzwerk ausschließlich die im Medium vorhandene Protonenkonzentration ausreichend gering sein muss. Durch immunzytochemische Untersuchungen wurde deutlich, dass sowohl das mitochondriale Fusionsprotein MFN2 wie auch das Fissionsprotein DNM1L w{\"a}hrend der Entstehung und auch R{\"u}ckbildung der Mega-Mitochondrien in punktf{\"o}rmigen Bereichen an der {\"a}ußeren Mitochondrienmembran lokalisieren. Um zu {\"u}berpr{\"u}fen, ob die Bildung der Mega-Mitochondrien durch einer {\"U}berexpression von Proteinen der Fissionsmaschinerie verhindert wird, wurden PAGFP- bzw. EGFP-Fusionsproteine mit hFis1 und DNM1L hergestellt und in die 143B.TK-K7-Zellen transfiziert. Dabei f{\"u}hrt eine verst{\"a}rkte Expression von hFis1 zu aggregierten Mitochondrien, welche zwar anschwellen, nach einem Mediumwechsel jedoch trotzdem bestehen bleiben. Eine {\"U}berexpression von DNM1L hat keinen Einfluss auf die Entstehung und R{\"u}ckbildung der Mega-Mitochondrien. Durch Inhibierung des Tubulin- bzw. Aktin-Zytoskeletts, konnte gezeigt werden, dass eine Zerst{\"o}rung des Tubulin-Zytoskeletts auf die Entstehung und R{\"u}ckbildung der Mega-Mitochondrien keine Auswirkungen hat. Die Untersuchungen zu dem Einfluss des Aktin-Zytoskeletts zeigen, dass die Mega-Mitochondrien ringf{\"o}rmig von dem Aktin-Zytoskelett umgeben sind. Mit Hilfe von Fluoreszenzprotein-Markern f{\"u}r die {\"a}ußere und innere Mitochondrienmembran wurden die Mega-Mitochondrien als Modellsystem f{\"u}r mitochondriale Fusions- und Fissionsstudien verwendet. Somit konnte in der vorliegenden Arbeit mitochondriale Fusion und Fission zum ersten Mal an lebenden Zellen direkt beobachtet werden und f{\"u}hrte nachfolgend zu der Einteilung von Fusionsvorg{\"a}ngen der Mitochondrien in einen Modus 1, bei dem eine zeitlich gekoppelte vollst{\"a}ndige Fusion von sowohl {\"a}ußerer wie auch innerer Membran geschieht und einen Modus 2, bei dem die Fusion der {\"a}ußeren Membranen ohne die Fusion der inneren Membranen erfolgt. In {\"a}hnlicher Weise kann die Fission von Mitochondrien unterteilt werden. In einem als Modus 1 bezeichneten Mechanismus beginnt die R{\"u}ckbildung der Mega-Mitochondrien zun{\"a}chst mit einer Tubulierung der Mitochondrien hin zu langen Mitochondrienschl{\"a}uchen, die einen nur geringen Durchmesser besitzen. Erst dann treten vermehrt zeitlich sehr schnell ablaufende Fissionsvorg{\"a}nge auf. Zus{\"a}tzlich wurde ein Modus 2-Mechanismus der Fission beobachtet, welcher aus einer unvollst{\"a}ndigen Fusion resultiert, bei dem die inneren Membranen noch nicht miteinander verschmolzen sind. Auf elektronenmikroskopischer Ebene finden w{\"a}hrend der Mega-Mitochondrien-Bildung drastische Ver{\"a}nderung von zwiebelringartigen Cristae hin zu einer Abnahme von inneren Membranstrukturen und der elektronendichte im Matrixraum statt. Somit ist im Rahmen dieser Arbeit zum ersten Mal eine optische Beobachtung sowohl dieser Bewegungen wie auch von Fusions- und Fissionsprozessen und deren zeitlich Aufl{\"o}sung in vivo mit Hilfe der Mega-Mitochondrien gelungen.},
  subject      = {Mitochondrium},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schauss2006,
  author    = {Schauß, Astrid Claudia},
  title     = {Charakterisierung des mitochondrialen Teilungsproteins Dnm1p mittels quantitativer hochaufl{\"o}sender Lichtmikroskopie},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-17566},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Mitochondrien ver{\"a}ndern dynamisch durch ein balanciertes Verh{\"a}ltnis von Teilung und Fusion die Gestalt ihrer Netzwerke und reagieren so auf interne und externe Signale. Ein Schl{\"u}lsselprotein der mitochondrialen Teilung ist die Dynamin-verwandte GTPase Dnm1p, die in dieser Arbeit charakterisiert wurde. Da Mitochondrien aufgrund ihres endosymbiontischen Ursprungs zwei Membranen besitzen, erfordert deren Teilung eine besondere Koordination. Unter Verwendung von photokonvertierbarem GFP wird in dieser Arbeit gezeigt, dass in S. cerevisiae die Teilung der inneren und {\"a}ußeren Membran zeitlich eng gekoppelt verl{\"a}uft. Dieser Prozess wird durch die GTPase Dnm1p, aber auch durch die Adaptor-Proteine Mdv1p und Caf4p sowie dem integralen Membrananker Fis1p v ermittelt. Dnm1p lagert sich zu Spiralen um den tubul{\"a}ren Strang an und trennt GTP-abh{\"a}ngig die Mitochondrien voneinander. Eine Voraussetzung f{\"u}r die Anlagerung dieser Spiralen stellen Matrix-Konstriktionen dar. In dieser Arbeit wird gezeigt, dass Dnm1p und auch Fis1p f{\"u}r die Ausbildung dieser mitochondrialen Einschn{\"u}rungen nicht essentiell sind. Die Untersuchung der Verteilung, Orientierung und Gr{\"o}ße der Epitop-markierten Dnm1p-Cluster bildet den Schwerpunkt der Arbeit. Weiterhin wird der Einfluss der Teilungsproteine Fis1p, Mdv1p und Caf4p auf diese Dnm1p-Charakteristika ermittelt. Die Analyse basiert auf quantitativen Konfokalmikroskopie-Aufnahmen, zus{\"a}tzlich werden auch neue hochaufl{\"o}sende Lichtmikroskope (4Pi und STED) zur genauen Lokalisation und Gr{\"o}ßenbestimmung eingesetzt. Die Ergebnisse zeigen, dass im Wildtyp und in Mdv1p-Deletionsst{\"a}mmen die Mehrheit der Cluster mit den Mitochondrien assoziiert ist, w{\"a}hrend in Fis1p- und Caf4p-Deletionszellen die Rekrutierung der Cluster zu den Mitochondrien gest{\"o}rt erscheint. Nur wenige Cluster bilden Spiralen um Matrix-Konstriktionen aus, die {\"u}berwiegende Mehrheit der nicht an aktuellen Teilungsprozessen beteiligten Dnm1p-Aggregate weist dagegen im Wildtyp und in Mdv1p-Deletionszellen eine polare Orientierung Richtung Zellcortex auf. Die in dieser Arbeit zum ersten Mal beschriebene Polarit{\"a}t ist in Fis1p- und Caf4p-Deletionsst{\"a}mmen aufgehoben, bleibt jedoch auch nach der Zerst{\"o}rung des Aktin-Ger{\"u}stes aufrechterhalten. Die Ergebnisse der Arbeit deuten darauf hin, dass Dnm1p in einem Komplex mit Fis1p und Caf4p zus{\"a}tzlich zu seiner Funktion als Teilungsprotein an der Anheftung der Mitochondrien an den Zellcortex beteiligt ist. Zudem scheinen die Adaptorproteine Mdv1p und Caf4p trotz molekularer {\"A}hnlichkeit unterschiedliche Aufgaben in der Zelle zu erf{\"u}llen.},
  subject      = {Hefeartige Pilze},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Zuern2006,
  author    = {Z{\"u}rn, Christina Anika},
  title     = {Charakterisierung des Mitochondrialen Tumorsuppressor-Gens 1 (MTUS1) anhand von In-vitro-Untersuchungen und Etablierung eines Knockout-Maus-Modells},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-18951},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Das k{\"u}rzlich publizierte MTUS1-Gen zeigt Eigenschaften eines Tumorsuppressor-Gens. So liegt die MTUS1-Expression in verschiedenen Tumorzelllinien vermindert vor und bei rekombinanter Expression in der schnell wachsenden Pankreaskarzinomzelllinie MiaPaCa-2 konnte die Proliferation signifikant reduziert werden. Dar{\"u}ber hinaus interagiert MTUS1 mit dem AT2-Rezeptor und scheint durch die Inhibierung des RTK-Signalwegs die Zellproliferation zu regulieren. Nach den Untersuchungen der MiaPaCa-2-Zelllinie konnte eine Mutation in der Exonsequenz und der vorhergesagten Promotorregion als Ursache der niedrigen MTUS1-Expression ausgeschlossen werden. Die Analyse des Promotorbereichs hinsichtlich des Methylierungsmusters der CpG- und CpNpG-Inseln brachte deutliche Methylierungsunterschiede in den CpNpG-Inseln der MiaPaCa-2-Zellen gegen{\"u}ber HUVEC-Zellen zu Tage. Die anschließende Untersuchung der vorhergesagten Promotorregion mit Hilfe eines Promotor-Assays brachte die Gewissheit, dass es sich bei der untersuchten Sequenz um einen Transkription regulierenden Genabschnitt handelt. Durch die Transfektion von HUVEC-Zellen mit MTUS1-siRNA konnten nachweislich Zellen mit einem funktionellen MTUS1-Knockout hergestellt werden. Diese Zellen zeigten mit der verminderten MTUS1-Expression ein signifikant erh{\"o}htes Wachstum. Die Ergebnisse der Zellversuche legen die Vermutung nahe, dass MTUS1 deshalb als Tumorsuppressor-Gen agieren kann, weil es die Zellproliferation reguliert und so der funktionelle MTUS1-Knockout mit einem erh{\"o}hten Zellwachstum einhergeht. Als Mechanismus der Geninaktivierung kommt die Hypomethylierung der vorhergesagten Promotorsequenz in Frage. Die Untersuchung der Colontumorgewebe und Normalgewebe von zehn Patienten mit Colonkarzinom zeigte eine deutliche Reduktion der MTUS1-Protein-Expression in 50\% der Tumorgewebe. Bei diesen Patienten konnte ebenfalls eine signifikant reduzierte mRNA-Expression nachgewiesen werden. Wie bereits bei den MiaPaCa-2-Zellen nachgewiesen, zeigte sich eine Hypomethylierung der CpNpG-Inseln in den Geweben mit geringer MTUS1-Expression. Diese ver{\"a}nderte Methylierung k{\"o}nnte die Erkl{\"a}rung f{\"u}r die verminderte Transkription des MTUS1-Gens sein. Mit dem MTUS1-Knockout-Maus-Modell wurde die Grundlage f{\"u}r das bessere Verst{\"a}ndnis der Funktion von MTUS1 in vivo geschaffen. Nach erfolgreicher Blastozysteninjektion und Zucht der homozygoten Knockout-M{\"a}use, konnte auf DNA-, mRNA- und Protein-Ebene die gegl{\"u}ckte Ausschaltung des MTUS1-Gens best{\"a}tigt werden. Bei der Langzeituntersuchung der Tiere zeigten sich vor allem Abweichungen im Blutbild, wonach die homozygoten und heterozygoten Tiere auffallend hohe Werte an Leukozyten und Lymphozyten aufwiesen. Durch die pathologische Untersuchung konnte eine extramedull{\"a}re H{\"a}matopoese und lymphatische Infiltrate in verschiedenen Organen nachgewiesen werden und gaben Hinweise auf eine Bluterkrankung. Nach diesen pathologischen Ergebnissen zeigten 23\% der homozygoten und 17\% der heterozygoten Tiere Symptome eines B-Zell-Lymphoms. Bei den Wildtyp-Tieren konnten keine pathologischen Auff{\"a}lligkeiten gezeigt werden. Fast ein Viertel der homozygoten M{\"a}use wiesen eine Herzhypertrophie auf, oft einhergehend mit einer chronischen Glomerulonephritis und einer Atelektase der Lunge. Eine denkbare Erkl{\"a}rung f{\"u}r die blutdruckunabh{\"a}ngige Entstehung der Herzhypertrophie w{\"a}re eine Beeinflussung von Wachstumsfaktoren, da bereits nachgewiesen wurde, dass eine durch MTUS1 vermittelte Inhibierung von Insulin-, bFGF- und EGF-gesteuerten Signalkaskaden eine Inaktivierung von ERK2 zur Folge hatte. Mit Hilfe einer X-Gal-F{\"a}rbung von verschiedenen Organen einer Wildtyp-, heterozygoten und homozygoten Maus konnten Erkenntnisse {\"u}ber die Genaktivit{\"a}t von MTUS1 in den verschiedenen Organen gewonnen werden. Zusammenfassend l{\"a}sst sich von einer hohen MTUS1-Expression in den meisten Epithelzellen und Endothelzellen sprechen, außerdem weisen die Kardiomyozyten im Herz und die Purkinjefasern im Gehirn eine hohe Expression auf. Bei der Untersuchung von homozygoten und Wildtyp-Bauchhautfibroblasten wurde schließlich eine geringere Zellgr{\"o}ße der homozygoten Fibroblasten festgestellt. Mit der X-Gal-F{\"a}rbung konnte nachgewiesen werden, dass das MTUS1-Protein vorwiegend in der N{\"a}he des Zellkerns lokalisiert ist. Eine der untersuchten homozygoten Fibroblastenlinien zeigte gegen{\"u}ber den anderen Fibroblasten eine deutlich erh{\"o}hte Proliferation. Das k{\"o}nnte ein Hinweis auf eine antiproliferative Wirkung von MTUS1 und eine Erkl{\"a}rung f{\"u}r die kleinere Zellgr{\"o}ße der homozygoten Fibroblasten sein. Als Zusammenfassung aller hier gezeigten Ergebnisse konnte die Hypothese untermauert werden, dass es sich bei MTUS1 um ein Tumorsuppressor-Gen handelt, das seine antiproliferativen Eigenschaften wahrscheinlich in Kooperation mit dem AT2-Rezeptor durch die Inhibierung des RTK-Signalwegs vermittelt.},
  subject      = {Tumorsuppressor-Gen},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Czisch2004,
  author    = {Czisch, Michael},
  title     = {Die Rolle von Bcl-2 bei der UV- und TRAIL-induzierten Keratinozytenapoptose},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-10903},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2004},
  abstract  = {In Keratinozyten wird sowohl durch UVB als auch durch PUVA-Bestrahlung Apoptose induziert. Wir untersuchten die in Keratinozyten durch UVB, PUVA, UVA und Todesliganden wie TRAIL ausgel{\"o}sten Apoptosewege n{\"a}her. UVB und PUVA, nicht aber UVA-Bestrahlung l{\"o}sen in vitro Keratinozytenapoptose aus. 2-4 h nach UVB beobachteten wir die Aktivierung von Caspasen. Nach PUVA setzt die Aktivierung von Caspasen wesentlich sp{\"a}ter ein, n{\"a}mlich erst 12 h nach Bestrahlung. Passend dazu, ist ein Verlust des mitochondrialen Transmembranpotentials 6-8 h nach UVB und 12-14 h nach PUVA detektierbar. Die {\"U}berexpression des Proteins Bcl-2 verhindert den Verlust des mitochondrialen Transmembranpotentials und die Caspase-Aktivierung nach UVB, und vermittelt auch einen klonogen Schutz, unabh{\"a}ngig von der Bildung reaktiver Sauerstoffradikale. Im Gegensatz dazu verz{\"o}gert es den Verlust des Transmembranpotentials und die Caspase-Aktivierung nach PUVA nur und verhindert sie nicht. PUVA-bestrahlte Zellen k{\"o}nnen sich nicht weiter teilen, sind also durch Bcl-2 nicht klonogen gesch{\"u}tzt.},
  language  = {de}
}