@article{ThoelkenThammErbacheretal.2019,
  author    = {Th{\"o}lken, Clemens and Thamm, Markus and Erbacher, Christoph and Lechner, Marcus},
  title     = {Sequence and structural properties of circular RNAs in the brain of nurse and forager honeybees (Apis mellifera)},
  series = {BMC Genomics},
  volume    = {20},
  journal   = {BMC Genomics},
  doi       = {10.1186/s12864-018-5402-6},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-241302},
  year      = {2019},
  abstract  = {Background The honeybee (Apis mellifera) represents a model organism for social insects displaying behavioral plasticity. This is reflected by an age-dependent task allocation. The most protruding tasks are performed by young nurse bees and older forager bees that take care of the brood inside the hive and collect food from outside the hive, respectively. The molecular mechanism leading to the transition from nurse bees to foragers is currently under intense research. Circular RNAs, however, were not considered in this context so far. As of today, this group of non-coding RNAs was only known to exist in two other insects, Drosophila melanogaster and Bombyx mori. Here we complement the state of circular RNA research with the first characterization in a social insect. Results We identified numerous circular RNAs in the brain of A. mellifera nurse bees and forager bees using RNA-Seq with exonuclease enrichment. Presence and circularity were verified for the most abundant representatives. Back-splicing in honeybee occurs further towards the end of transcripts and in transcripts with a high number of exons. The occurrence of circularized exons is correlated with length and CpG-content of their flanking introns. The latter coincides with increased DNA-methylation in the respective loci. For two prominent circular RNAs the abundance in worker bee brains was quantified in TaqMan assays. In line with previous findings of circular RNAs in Drosophila, circAmrsmep2 accumulates with increasing age of the insect. In contrast, the levels of circAmrad appear age-independent and correlate with the bee's task. Its parental gene is related to amnesia-resistant memory. Conclusions We provide the first characterization of circRNAs in a social insect. Many of the RNAs identified here show homologies to circular RNAs found in Drosophila and Bombyx, indicating that circular RNAs are a common feature among insects. We find that exon circularization is correlated to DNA-methylation at the flanking introns. The levels of circAmrad suggest a task-dependent abundance that is decoupled from age. Moreover, a GO term analysis shows an enrichment of task-related functions. We conclude that circular RNAs could be relevant for task allocation in honeybee and should be investigated further in this context.},
  language  = {en}
}
@article{RichterKruppaMunzetal.2019,
  author    = {Richter, Gesa M. and Kruppa, Jochen and Munz, Matthias and Wiehe, Ricarda and H{\"a}sler, Robert and Franke, Andre and Martins, Orlando and Jockel-Schneider, Yvonne and Bruckmann, Corinna and Dommisch, Henrik and Schaefer, Arne S.},
  title     = {A combined epigenome- and transcriptome-wide association study of the oral masticatory mucosa assigns CYP1B1 a central role for epithelial health in smokers},
  series = {Clinical Epigenetics},
  volume    = {11},
  journal   = {Clinical Epigenetics},
  doi       = {10.1186/s13148-019-0697-y},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-226175},
  pages     = {1-18},
  year      = {2019},
  abstract  = {Background The oral mucosa has an important role in maintaining barrier integrity at the gateway to the gastrointestinal and respiratory tracts. Smoking is a strong environmental risk factor for the common oral inflammatory disease periodontitis and oral cancer. Cigarette smoke affects gene methylation and expression in various tissues. This is the first epigenome-wide association study (EWAS) that aimed to identify biologically active methylation marks of the oral masticatory mucosa that are associated with smoking. Results Ex vivo biopsies of 18 current smokers and 21 never smokers were analysed with the Infinium Methylation EPICBeadChip and combined with whole transcriptome RNA sequencing (RNA-Seq; 16 mio reads per sample) of the same samples. We analysed the associations of CpG methylation values with cigarette smoking and smoke pack year (SPY) levels in an analysis of covariance (ANCOVA). Nine CpGs were significantly associated with smoking status, with three CpGs mapping to the genetic region of CYP1B1 (cytochrome P450 family 1 subfamily B member 1;best p=5.5x10(-8)) and two mapping to AHRR (aryl-hydrocarbon receptor repressor; best p=5.9x10(-9)). In the SPY analysis, 61 CpG sites at 52 loci showed significant associations of the quantity of smoking with changes in methylation values. Here, the most significant association located to the gene CYP1B1, with p=4.0x10(-10). RNA-Seq data showed significantly increased expression of CYP1B1 in smokers compared to non-smokers (p=2.2x10(-14)), together with 13 significantly upregulated transcripts. Six transcripts were significantly downregulated. No differential expression was observed for AHRR. In vitro studies with gingival fibroblasts showed that cigarette smoke extract directly upregulated the expression of CYP1B1. Conclusion This study validated the established role of CYP1B1 and AHRR in xenobiotic metabolism of tobacco smoke and highlights the importance of epigenetic regulation for these genes. For the first time, we give evidence of this role for the oral masticatory mucosa.},
  subject      = {AHRR},
  language  = {en}
}
@article{VanHauteDietmannKremeretal.2016,
  author    = {Van Haute, Lindsey and Dietmann, Sabine and Kremer, Laura and Hussain, Shobbir and Pearce, Sarah F. and Powell, Christopher A. and Rorbach, Joanna and Lantaff, Rebecca and Blanco, Sandra and Sauer, Sascha and Kotzaeridou, Urania and Hoffmann, Georg F. and Memari, Yasin and Kolb-Kokocinski, Anja and Durbin, Richard and Mayr, Johannes A. and Frye, Michaela and Prokisch, Holger and Minczuk, Michal},
  title     = {Deficient methylation and formylation of mt-tRNA(Met) wobble cytosine in a patient carrying mutations in NSUN3},
  series = {Nature Communications},
  volume    = {7},
  journal   = {Nature Communications},
  doi       = {10.1038/ncomms12039},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-165998},
  pages     = {12039},
  year      = {2016},
  abstract  = {Epitranscriptome modifications are required for structure and function of RNA and defects in these pathways have been associated with human disease. Here we identify the RNA target for the previously uncharacterized 5-methylcytosine (m5C) methyltransferase NSun3 and link m5C RNA modifications with energy metabolism. Using whole-exome sequencing, we identified loss-of-function mutations in NSUN3 in a patient presenting with combined mitochondrial respiratory chain complex deficiency. Patient-derived fibroblasts exhibit severe defects in mitochondrial translation that can be rescued by exogenous expression of NSun3. We show that NSun3 is required for deposition of m5C at the anticodon loop in the mitochondrially encoded transfer RNA methionine (mt-tRNAMet). Further, we demonstrate that m5C deficiency in mt-tRNAMet results in the lack of 5-formylcytosine (f5C) at the same tRNA position. Our findings demonstrate that NSUN3 is necessary for efficient mitochondrial translation and reveal that f5C in human mitochondrial RNA is generated by oxidative processing of m5C.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Strehl2004,
  author    = {Strehl, Marie-Annette},
  title     = {Die Rolle der DNA-Methylierung in der Kontrolle des MHC-II-spezifischen Typ-IV-Promotors in Thymomen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-16183},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2004},
  abstract  = {Die Molek{\"u}le des „major histocompatibility complex" (MHC) spielen in der thymischen T-Zell-Reifung eine zentrale Rolle. Durch Interaktion des T-Zell-Rezeptors auf der unreifen T-Zelle und den Co-Rezeptoren CD4 und CD8 mit dem MHC auf dem Thymusepithel werden die zwei wichtigsten Reifungs- und Selektionsprozesse, positive und negative Selektion, vermittelt. St{\"o}rungen dieser Selektionsmechanismen k{\"o}nnen zu Immundefekten oder Autoimmunph{\"a}nomenen f{\"u}hren. Die Regulierung der MHC IIExpression erfolgt haupts{\"a}chlich transkriptionell und wird vor allem durch den sogenannten Class II Transaktivator (CIITA) bestimmt. Die Transkription von CIITA wird {\"u}ber vier alternative, gewebsspezifische Promotoren durch alternatives splicing reguliert. Unter diesen Splicevarianten ist der CIITA Typ IV Promotor f{\"u}r die konstitutive MHC II-Expression in Thymusepithelzellen und f{\"u}r die IFN-g induzierte Expression in anderen Geweben verantwortlich. Thymome sind menschliche Tumoren des Thymusepithels, welche h{\"a}ufig mit einer paraneoplastischen Myasthenia gravis (MG) assoziiert sind. Die paraneoplastische MG zeigt eine starke positive Korrelation mit der F{\"a}higkeit eines Thymoms, reife CD4+ T-Zellen zu produzieren und in das periphere Blut zu exportieren. Thymome weisen aus bislang ungekl{\"a}rten Gr{\"u}nden h{\"a}ufig eine starke Reduktion der epithelialen MHC II- Expression auf. Ziel dieser Arbeit war die Beantwortung der Frage, ob eine DNA-Methylierung der Promotorregion des MHC-Klasse II Transaktivators (CIITA) Typ IV daran beteiligt ist. Hierzu wurden 27 Thymome mit sowohl hoher und als auch niedriger MHC II-Expression und 9 Normalthymi aus unterschiedlichen Altersgruppen untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass der CIITA Typ IV Promotor in kindlichen Kontrollthymi vollst{\"a}ndig unmethyliert ist, w{\"a}hrend die Thymi erwachsener Kontrollpersonen eine vermehrte Methylierung aufweisen. Im Gegensatz dazu war der CIITA Typ IV in nahezu allen Thymomen stark hypermethyliert. Da aber kein signifikanter Unterschied in der Methylierung zwischen Thymomen mit hoher und solchen mit niedriger MHC II-Expression festgestellt werden konnte, lassen diese Ergebnisse vermuten, dass eine Hypermethylierung des CIITA Typ IV Promotors sehr wahrscheinlich nicht der alleinige Grund f{\"u}r die verminderte MHC II-Expression in Thymomen ist, sondern das auch andere Regulationsmechanismen wie zum Beispiel Histon-Acetylierung beteiligt sein k{\"o}nnten beteiligt sein k{\"o}nnten.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Akimzhanov2005,
  author    = {Akimzhanov, Askar M.},
  title     = {Epigenetic repression of the NFATc1 transcription factor in human lymphomas},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-12921},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {We examined the regulation of NFATc1 in different lymphomas and observed an inversed correlation between the methylation status and expression of NFATc1. Our data demonstrate that aberrant DNA methylation associated with chromatin remodeling within nfatc1 locus is a major mechanism for the repression of NFATc1 expression, suggesting that the DNA methylation-mediated transcriptional silencing of NFATc1 may be a critical event in the tumorogenesis of ALCLs and cHLs. Furthermore, the DNA methylation of human nfatc1 promoter region could be used as a novel biomarker of tumor progression. Our results indicate a close link between the loss of immunoreceptor signaling and NFATc1 expression in human lymphomas. For both ALCLs and cHLs, defects in immunoreceptor signaling have been described which result in a loss of receptor-mediated gene expression programs (Schwering et al., 2003; Bonzheim et al., 2004; Marafioti et al., 2004). In T cells, one indicator gene of these programs appears to be the nfatc1 gene whose expression is controlled by TCR signals (Chuvpilo et al., 2002a). In contrast, in T cells NFATc1 expression is unaffected by TCR signals, and NFATc2 was found to be expressed at normal levels in ALCLs and cHLs (L.K., unpubl. data). Moreover, the activity of NF-kappaB factors which can bind to certain NFAT binding sites and share a distantly-related DNA binding domain with NFATs is strongly elevated in cHL cells (Bargou et al., 1997; Hinz et al., 2001; Hinz et al., 2002) suggesting that NFATs and NF-kappaBs exert very different effects on generation and maintenance of Hodgkin's lymhomas. However, it should be mentioned that in Burkitt's and further B cell lymphomas in which NFATc1 proteins are strongly expressed and controlled by receptor signals (Kondo et al., 2003), they could exert a promoting function in tumor development. The genes of p53 family members p63 and p73 are prominent examples for mammalian genes whose products can act both as oncoproteins and tumor suppressor genes (Hibi et al., 2000; Stiewe and Putzer, 2002), and it is likely that more genes exist which encode both tumor suppressors and oncoproteins. It remains to be shown whether the nfatc1 gene is one of them.},
  subject      = {Lymphom},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Wein2001,
  author    = {Wein, Martina},
  title     = {Biosynthese und Metabolismus von 2,5-Dimethyl-4-hydroxy-3(2H)-furanon in Erdbeeren},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-1182059},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2001},
  abstract  = {Die vorliegende Arbeit pr{\"a}sentiert neue Erkenntnisse zur Biosynthese von 2,5-Dimethyl-4-hydroxy-3(2H)-furanon (DMHF) und 2,5-Dimethyl-4-methoxy-3(2H)-furanon (DMMF), zwei wichtigen Aromakomponenten in Erdbeeren. Potentielle, mit stabilen Isotopen markierte Vorl{\"a}ufersubstanzen wurden an Erdbeeren appliziert und drei Tage bei Raumtemperatur inkubiert. Der Nachweis {\"u}ber den erfolgreichen Einbau erfolgte mittels Gaschromatographie-Massenspektrometrie. Anhand der Massenspektren von DMHF und DMMF, die aus den behandelten Erdbeeren mittels Festphasenextraktion isoliert wurden, konnte der Markierungsgrad der Verbindungen ermittelt werden und somit R{\"u}ckschl{\"u}sse {\"u}ber die Effizienz der Metabolisierung der applizierten Zucker zu den beiden Furanonen DMHF und DMMF gezogen werden. Als m{\"o}gliche Ausgangsstoffe dienten unterschiedlich markierte D-Glucose und D-Fructose, sowie Desoxyzucker, da diese als direkte Vorl{\"a}ufersubstanzen von DMHF und DMMF diskutiert werden. Isotopenmarkierte Desoxy-D-glucose oder Desoxy-D-fructose sind kommerziell nicht erh{\"a}ltlich, weshalb die Verbindungen [1-13C]-1-Desoxy-D-fructose, [6-2H1]-6-Desoxy-D-glucose und [5,6,6,6-2H4]-6-Desoxyhexulose-1-phosphat zuerst synthetisiert werden mussten. Nach Applikation der Desoxyzucker wurde keine Erh{\"o}hung des Markierungsgrades an stabilen Isotopen gegen{\"u}ber dem nat{\"u}rlichen Isotopenverh{\"a}ltnis festgestellt. Somit k{\"o}nnen 6-Desoxy-D-glucose, 1-Desoxy-D-fructose und 6-Desoxy-D-fructose-1-phosphat als Prekursoren von DMHF und DMMF ausgeschlossen werden. Als gute Vorl{\"a}ufersubstanzen erwiesen sich D-Glucose und D-Fructose. Markierungen (13C und 2H) an Position C-1 oder C-6 der beiden Verbindungen wurden sowohl in DMHF als auch in dessen Methoxyderivat DMMF detektiert, wobei die Applikation von D-Fructose im Gegensatz zur D-Glucose einen h{\"o}heren Markierungsgrad der Zielverbindungen zur Folge hatte. Durch den Einsatz positionsspezifisch markierter D-Glucose (2H-Markierung an Position C-1, C-2 oder C-4) sollten Aufschl{\"u}sse {\"u}ber den Metabolisierungsmechanismus gewonnen werden. Die Markierung der D-[2-2H]Glucose befand sich wie die der D-[1-2H]Glucose in den Methylgruppen der Furanone, was nur durch eine intramolekulare Verschiebung von C-2 nach C-1 erkl{\"a}rbar ist. Diese wurde bei der Glucosephosphatisomerase-katalysierten Umwandlung von D-Glucose-6-phosphat zu D-Fructose-6-phosphat beobachtet. Somit muss D-Glucose bei der Biosynthese von DMHF und DMMF zuerst in diese Intermediate {\"u}berf{\"u}hrt werden. Im Gegensatz zu an Position C-2 markierter D-Glucose ging das Proton an Position C-4 im Laufe der Metabolisierung verloren. Demzufolge findet der in der Natur verbreitete Desoxygenierungsmechanismus von Monosacchariden nicht statt und schließt die Beteiligung von Desoxyzuckern an der Biosynthese von DMHF und DMMF g{\"a}nzlich aus. Nach Einsatz von uniform markierter D-Fructose konnte sechsfach markiertes DMHF und DMMF identifiziert werden, was durch den Einbau der intakten Kohlenstoffkette zu erkl{\"a}ren ist. Dieser Befund und weitere Untersuchungen mit verschiedenen Glykolyse-regulierenden Substanzen deuteten darauf hin, dass die Furanone dem zentralen Kohlenhydratstoffwechsel, der Glykolyse, entspringen. Vor der Aldolase-katalysierten Spaltung in zwei C3-Einheiten muss jedoch eine Abzweigung erfolgen, da sonst die Kohlenstoffkette nicht unver{\"a}ndert vorliegen k{\"o}nnte. Im zweiten Teil der Arbeit ist erstmals mit Hilfe von molekularbiologischen Techniken die vollst{\"a}ndige cDNA einer O-Methyltransferase (OMT) aus Erdbeeren isoliert worden. Hierf{\"u}r wurde mRNA aus reifenden Erdbeeren extrahiert und eine cDNA Bibliothek hergestellt. Diese wurde mit einer OMT-spezifschen Sonde durchmustert, welche durch PCR mit degenerierten Primern synthetisiert worden war. Nach mehreren Vereinzelungs-Zyklen konnte die vollst{\"a}ndige cDNA einer O-Methyltransferase (STOMT, Strawberry OMT) erhalten werden. Northern-Analysen ergaben, dass die entsprechende RNA ausschließlich in den verschiedenen Reifestadien der Frucht akkumuliert, mit den h{\"o}chsten Transkriptmengen in der rot-werdenden und reifen Frucht. In anderen Gewebeteilen wie Wurzel, Bl{\"a}tter, St{\"a}ngel und Bl{\"u}te konnte keine STOMT-RNA nachgewiesen werden. Das korrespondierende Protein zeigte hohe Homologien zu Kaffees{\"a}ure-OMTs aus Weidengew{\"a}chsen der Gattung Populus. Nach erfolgreicher, heterologer Expression von STOMT in E. coli wurde die Substratspezifit{\"a}t des Enzyms untersucht, dessen Temperaturoptimum bei 30°C lag. Alle eingesetzten Substrate mit phenolischem Grundger{\"u}st, wie Brenzcatechin, Kaffees{\"a}ure, Kaffeeoyl-CoA und 3,4-Dihydroxybenzaldehyd, aber auch das Furanonderivat DMHF wurden von der rekombinanten O-Methyltransferase umgesetzt. Als bestes Substrat erwies sich 3,4-Dihydroxybenzaldehyd, das, im Gegensatz zu dessen Methylierungsprodukt Vanillin, bisher in Erdbeeren nicht nachgewiesen werden konnte. Kaffees{\"a}ure wurde ebenfalls effektiv methyliert, worin vermutlich die Hauptaufgabe von STOMT in der Pflanze liegt. Die Methylierung von Kaffees{\"a}ure oder 5-Hydroxyferulas{\"a}ure ist ein wichtiger Prozess in der Entstehung von Lignin. Die Tatsache, dass Erdbeeren teilweise in den Leitb{\"u}ndeln und verst{\"a}rkt in den Achenen lignifiziert sind, erkl{\"a}rt das Vorhandensein eines solchen Enzyms. DMHF, das als Dienol-Tautomer eine aromatische Struktur mit Hydroxylgruppen aufweist und somit strukturelle {\"A}hnlichkeiten zu phenolischen Verbindungen zeigt, wurde ebenfalls von STOMT als Substrat akzeptiert. Die Bildung von DMMF, dem Methoxyderivat von DMHF erfolgte vergleichsweise langsam, war aber eindeutig auf die Methyltransferase-Aktivit{\"a}t zur{\"u}ckzuf{\"u}hren. STOMT ist aufgrund des Expressionsmusters als fruchtspezifisch und reifeinduziert einzustufen. Prim{\"a}re Funktion ist vermutlich zu Beginn der Fruchtreifung die Lignifizierung der Leitb{\"u}ndel und sp{\"a}ter die der Achenen. Gleichzeitig scheint STOMT wesentlich an der Bildung der Aromastoffe DMMF und Vanillin in Erdbeeren beteiligt zu sein.},
  subject      = {Erdbeere},
  language  = {de}
}