@phdthesis{Heisig2011,
  author    = {Heisig, Julia},
  title     = {Identifizierung neuer Zielgene der Hey bHLH Transkriptionsfaktoren},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-65053},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Der Notch Signalweg spielt w{\"a}hrend der Embryonalentwicklung eine zentrale Rolle in der Spezifizierung des Zellschicksales, der Proliferation und der Kommunikation benachbarter Zellen. Die Hey bHLH Transkriptionsfaktoren sind Zielgene des Notch-Signalweges und besitzen wichtige Funktionen in der kardiovaskul{\"a}ren Entwicklung. Hey2 Knockout (KO) M{\"a}use und Hey1/HeyL Doppelknockout-M{\"a}use (DKO) sind gekennzeichnet durch eine fehlerhafte Ausbildung der Herzscheidewand und der Herzklappen und durch eine unzureichende Differenzierung w{\"a}hrend der Blutgef{\"a}ßentwicklung. Ziel dieser Arbeit war es, neue Zielgene der Hey Proteine zu finden, um ihre Funktion in der Organentwicklung und die Auspr{\"a}gung der Hey KO Maus-Ph{\"a}notypen besser verstehen zu k{\"o}nnen. Dazu wurde als Methode eine Kombination aus Microarray-Analyse und Chromatinimmunpr{\"a}zipitation (ChIP) gew{\"a}hlt, um gleichzeitig einen {\"U}berblick {\"u}ber die regulierten Zielgene und der direkt gebundenen Promotoren zu gewinnen. Als Zellkulturmodell wurden HEK293-Zellen genutzt, die doxyzyklin-induzierbar Flag-markiertes Hey1, bzw. Hey2 Protein {\"u}berexprimieren. Eine Microarray-Analyse nach {\"U}berexpression von Hey1, bzw. Hey2 ergab insgesamt ca. 100 bis zu 5-fach herunterregulierte Zielgene und nur f{\"u}r Hey2 15 Gene, die st{\"a}rker als 2-fach hochreguliert waren. Eine ChIP mit αFlag-Antik{\"o}rper zeigte eine direkte DNA-Bindung von Hey1, bzw. Hey2, im proximalen Promotorbereich von 4 herunterregulierten Zielgenen (HEY1, BMP2, KLF10 und FOXC1). Ist jedoch die DNA-bindende basische Dom{\"a}ne des Hey1-Proteins deletiert, bzw. durch Aminos{\"a}ureaustausche (3 Arginine zu 3 Lysine) vermutlich nicht mehr DNA-bindend, kann eine Herunterregulation der Zielgene nach {\"U}berexpression der Hey1-Mutanten nicht mehr festgestellt werden. Ebenso kann eine Bindung der Hey1-Mutanten an die ausgew{\"a}hlten Promotoren von HEY1, BMP2, KLF10 oder FOXC1 mit ChIP nicht mehr nachgewiesen werden. Dies deutet darauf hin, dass die basische Dom{\"a}ne essentiell f{\"u}r die DNA-Bindung und f{\"u}r die Funktion der Hey Proteine ist. Mit ChIP-PET und anschließender Hochdurchsatz-Sequenzierung wurde ein genomweiter Screen der Hey1- und der Hey2-Bindungsstellen in HEK293-Zellen durchgef{\"u}hrt. F{\"u}r Hey1 wurden 1453 Zielgene, f{\"u}r Hey2 4288 Zielgene bestimmt, wobei 1147 Gene gemeinsame Zielgene von Hey1 und Hey2 waren. Obwohl die Bindungsstellen in 5'- und 3'-Richtung von kodierenden Sequenzen und auch in Exons und Introns lokalisiert waren, waren 55 \%, bzw. 49 \% aller Bindungsstellen f{\"u}r Hey1, bzw. Hey2 im proximalen Promotorbereich von -0,5 kb und im ersten Exon lokalisiert. Eine in silico Analyse des Bindemotivs deutete auf eine repetitive GC-haltige Sequenz hin, die vermutlich in CpG Inseln lokalisiert ist. Diese Ergebnisse weisen auf eine direkte Regulation der Transkriptionsmaschinerie durch die Hey Proteine hin. Ein Vergleich der Zielgene aus den Microarray-Analysen mit den ChIP-PET Daten zeigte einen hohen Anteil an herunterregulierten Genen mit Bindestellen, die direkt von Hey gebunden waren. W{\"a}hrend 60 \% der herunterregulierten Hey2 Zielgene in der ChIP-PET Analyse eine direkte DNA-Bindung zeigen, weisen nur 20 \% der hochregulierten Gene Bindestellen f{\"u}r Hey2 auf. Dies spricht f{\"u}r eine {\"u}berwiegende Repressorfunktion der Hey Proteine. Um zu {\"u}berpr{\"u}fen, inwieweit die Hey Proteine zelltypspezifisch verschiedene Zielgene regulieren, wurden embryonale Stammzellen (ES-Zellen) generiert, die ebenfalls doxyzyklin-induzierbar Hey1, bzw. Hey2 {\"u}berexprimieren. Diese ES-Zellen konnten effektiv zu Kardiomyozyten differenziert werden, so dass auch in diesen Zellen eine Hey {\"U}berexpression induziert und somit eine Genexpressionsanalyse durchgef{\"u}hrt werden konnte. Microarray Analysen der ES-Zellen und Kardiomyozyten ergaben mehr hoch- als herunterregulierte Gene im Vergleich zu HEK293-Zellen. Die {\"U}berlappung an gemeinsam regulierten Zielgenen in HEK293, ES-Zellen und Kardiomyozyten war sehr gering. Nur zwei Hey2-Zielgene wurden gleichzeitig in HEK293 und ES-Zellen st{\"a}rker als 2-fach reguliert (Hes1, Zic2). Diese geringe {\"U}berlappung deutet auf ein enges zelltypspezifische Regulationspotential hin. Eine Genontologie-Analyse aller Zielgene zeigte Interaktionen der Hey Proteine mit verschiedenen Signalwegen (z.B. TGFβ-, Id- oder Wnt-Signalweg), die alle unersetzlich in fr{\"u}hen Entwicklungsprozessen sind. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Hey Proteine zelltypspezifisch die Expression von Genen aus verschiedenen Signalwegen beeinflussen und modulieren k{\"o}nnen. Weiterhin er{\"o}ffnen diese Daten neue M{\"o}glichkeiten f{\"u}r zuk{\"u}nftige Forschung, um die Rolle der Hey Proteine in der fr{\"u}hen Organentwicklung genauer ergr{\"u}nden.},
  subject      = {Gen notch},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Benisch2011,
  author    = {Benisch, Peggy},
  title     = {Molekulare Analysen zur Knochenregeneration im Alter und bei Osteoporose},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-64701},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Mesenchymale Stammzellen (MSC) stellen die Grundlage der Knochenformation dar, indem sie als multipotente Zellen in viele, f{\"u}r die Knochenhom{\"o}ostase ben{\"o}tigte Zelltypen differenzieren k{\"o}nnen, wie z.B. Osteoblasten. W{\"a}hrend der Alterung des Menschen kommt es zu einem Ungleichgewicht zwischen Knochenaufbau und Knochenabbau, resultierend in einer verringerten Knochenmasse. Noch ist unklar, ob MSC an dem verminderten Knochenaufbau direkt beteiligt sind, indem sie z.B.im Laufe der Zeit Funktionsst{\"o}rungen akkumulieren oder in die Seneszenz eintreten, und somit nicht mehr als Stammzellpool f{\"u}r die Osteoblastendifferenzierung zur Verf{\"u}gung stehen. In der vorliegenden Arbeit wurde das Genexpressionsmuster gealterter Zellen mittels Mikroarray-Analysen untersucht, um die Alters-bedingten Ver{\"a}nderungen detektieren zu k{\"o}nnen. Hierf{\"u}r wurde ein in-vitro-Alterungsmodell von humanen MSC (hMSC) etabliert, um die seneszenten Zellen mit hMSC fr{\"u}her Kultivierungspassagen zu vergleichen. Auch Zellen aus Spendern hohen Alters wurden untersucht, um einen Vergleich zwischen ex-vivo- und in-vitro-gealterten hMSC anstellen zu k{\"o}nnen. Da Osteoporose eine polygenetische Erkrankung des gealterten Knochens darstellt, wurden auch mit hMSC aus Osteoporose-Patienten Genexpressionsanalysen durchgef{\"u}hrt. Die Mikroarray-Analysen und anschließende systembiologische Auswertung zeigten, dass in-vitro-gealterte, seneszente hMSC starke Ver{\"a}nderungen im Transkriptom aufweisen, die auf Defizite in der Proliferation, Differenzierungskapazit{\"a}t und Migration schließen lassen. Neben bekannten Markern f{\"u}r replikative Seneszenz konnten in hMSC auch neue detektiert werden, wie z.B. HELLS, POU5F1 (OCT4) und FGFR2, deren Expression mit der Seneszenz abnimmt, oder CDH1 und PSG5, deren Expression zunimmt. Gene f{\"u}r Akute-Phase-SAA wurden stark erh{\"o}ht exprimiert vorgefunden. Bei der funktionellen Charakterisierung konnte jedoch gezeigt werden, dass SAA1 und SAA1 durch Stress induziert werden, der der Seneszenz vorausgeht, und dass sie die Mineralisierung bei der osteogenen Differenzierung von hMSC f{\"o}rdern. Akute-Phase-SAA k{\"o}nnten somit eine Verbindung zwischen Alterung bzw. Inflammation und extra-skelettaler Verkalkung darstellen, die im Alter h{\"a}ufig auftritt, z.B. in Form von Arteriosklerose. In-vivo-gealterte hMSC wiesen ebenfalls Defizite im Expressionsmuster von Proliferations- und Migrations- relevanten Genen auf. Des Weiteren konnten nur wenige Gemeinsamkeiten zwischen in-vivo-gealterten hMSC und in-vitro-gealterten hMSC festgestellt werden. Dies l{\"a}sst vermuten, dass die in-vivo-Alterung nicht zwangsl{\"a}ufig zu seneszenten Stammzellen f{\"u}hrt, da Alterung eines Organismus ein multizellul{\"a}rer Prozess ist, der durch viele Faktoren beeinflusst wird, wie z.B. Akkumulation von Mutationen und Krebsabwehr. Auch osteoporotische hMSC wiesen Ver{\"a}nderungen im Genexpressionsmuster auf, die mit den Daten zur in-vivo-Alterung verglichen wurden, um die rein Alters-assoziierten {\"A}nderungen herausfiltern zu k{\"o}nnen. Die {\"u}brig gebliebenen Gene repr{\"a}sentierten Ver{\"a}nderungen allein aufgrund der Krankheit. Osteoporose bewirkte somit distinkte Genexpressions-{\"a}nderungen in hMSC, die auf F{\"o}rderung der Osteoklastogenese und Defizite in Proliferation, Migration und Differenzierungskapazit{\"a}t schließen lassen. Es konnten vielversprechende Kandidaten-gene f{\"u}r osteoporotische hMSC gefunden werden. Die pr{\"a}mature Expression des WNT-Inhibitors SOST (Sclerostin) und die {\"U}berexpression des BMP-Signalweg-Inhibitors MAB21L2 deuten auf eine Autoinhibition der Stammzellen hin, die letztlich die gest{\"o}rte Knochenformation bei Alters-assoziierter Osteoporose begr{\"u}nden k{\"o}nnte. Zusammenfassend zeigt die vorliegende Arbeit, dass intrinsische Defizite von Stammzellen an der Pathophysiologie von Alterung und Osteoporose beteiligt sind. Sie er{\"o}ffnet tiefgreifende Einblicke in die systembiologischen Ver{\"a}nderungen in Stammzellen aufgrund von Alterung oder Osteoporose, und setzt somit einen soliden Grundstein f{\"u}r weiterf{\"u}hrende Analysen.},
  subject      = {Osteoporose},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Erxleben2011,
  author    = {Erxleben, Franziska},
  title     = {cDNA-Microarray-Analyse von ZNS-Kaliumkanal defizienten M{\"a}usen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-65640},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Ziel der Arbeit war die Erstellung eines „Kaliumkanal-Chips", die Entwicklung einer geeigneten Messmethode und Auswertungsstrategie, die Durchf{\"u}hrung von Testmessungen und die Untersuchung eines Knockout-Mausstammes auf den Genexpressionsstatus und die auftretenden Kompensationsmechanismen. Am Beginn der Arbeit stand vor allem die Auswahl der zu untersuchenden Kaliumkanal-Gene und die Sammlung von Sequenz-Informationen. Ausgehend davon konnte die cDNAMicroarray-Technologie als Methode der Wahl bestimmt werden und die entsprechenden Vorbereitungen f{\"u}r die Umsetzung getroffen werden. Die ersten Messungen im Zuge der Methodenentwicklungen zeigten vor allem, dass jeder Microarray seine individuellen Probleme mit sich bringt, ließen jedoch auch schon erahnen, welche umfangreichen M{\"o}glichkeiten diese Technologie bietet. Dann folgten Versuchsmessreihen, wie die Untersuchung der lterspezifischen Expression und der Vergleich von bestimmten Gehirnabschnitten mit dem Gesamtgehirn. Den Abschluss bildete die Messung der TRESK-Knockout-Mauslinie im Vergleich zu ihrem Wildtyp. Hier stand die Frage nach m{\"o}glichen Kompensationsmechanismen im Vordergrund. Mit kcnk16 haben die Messungen einen interessanten Kandidaten aus der gleichen Genfamilie geliefert, dessen Funktion und Kompensationsverm{\"o}gen nun in weiteren Tests zu untersuchen ist. Die Arbeit hat gezeigt, dass der Einsatz der Microarray-Technologie zur Untersuchung von Genexpressionsdaten bei Ionenkanalfamilien geeignet ist. Das Fundament der Microarrayanalyse von Kaliumkan{\"a}len mit einem individuell entwickelten Microarray ist zum einen das Wissen um Genetik und Funktion der Kaliumkan{\"a}le und zum anderen die Technologie, die eine solche Analyse m{\"o}glich macht. Die Tatsache, dass S{\"a}ugerorganismen wie Maus und Mensch eine solch hohe Zahl an Kaliumkan{\"a}len entwickelt haben und im st{\"a}ndigen Zellstoffwechsel in umfassender Form einsetzen, zeigt die Bedeutung dieser Ionenkanalfamilie und macht die Forschung an diesen Kan{\"a}len so interessant und wichtig f{\"u}r die medizinische Grundlagenforschung. Eine Vielzahl von Krankheiten kann schon jetzt direkt oder indirekt auf Gendefekte bei Kaliumkanal-Genen zur{\"u}ckgef{\"u}hrt werden. Mit der Microarray-Analyse steht nun eine Technologie zu Verf{\"u}gung, die es erm{\"o}glicht, die Expression dieser Gene direkt zu untersuchen und m{\"o}gliche Kompensationsvorg{\"a}nge aufzudecken. Damit k{\"o}nnen Zusammenh{\"a}nge ermittelt werden, die die Grundlage f{\"u}r weitere Forschungen sein k{\"o}nnen, mit deren Hilfe wir Krankheiten wie Depression eines Tages wirklich verstehen und behandeln k{\"o}nnen.},
  subject      = {Maus},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Damatova2011,
  author    = {Damatova, Natalja},
  title     = {Identifizierung und Charakterisierung von krankheitsassoziierten Mikrodeletionen mit modernen molekularzytogenetischen Methoden},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-65727},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Das Hauptziel der medizinischen Genetik ist es, die Ursachen f{\"u}r genetisch hervorgerufene Krankheiten zu finden, um eine bessere Behandlung der Patienten zu gew{\"a}hrleisten, sei es um die Medikamente auf den Metabolismus des Individuums anzupassen oder nat{\"u}rlich dazu, um die Krankheit selbst zu behandeln und in Zukunft auch heilen zu k{\"o}nnen. Um dieses Ziel zu erreichen werden immer neue Technologien entwickelt, die mit Hilfe von bereits etablierten Methoden auf ihre Eignung hin {\"u}berpr{\"u}ft werden m{\"u}ssen. Eine der neuesten Entwicklungen stellt die Array-Technologie dar. In dieser Studie wurde versucht zu {\"u}berpr{\"u}fen, inwieweit diese neue Methode zur Analyse von einzelnen bis wenigen Patienten mit bestimmten Syndromen geeignet ist. Daf{\"u}r wurden mehrere Patienten mir sehr unterschiedlichen Ph{\"a}notypen ausgesucht, die verschiedene Ursachen und Entstehungsmechanismen der genetischen und ph{\"a}notypischen Ver{\"a}nderung vermuten ließen. Die erste hier dargestellte Publikation beschreibt einen Fall mit einer einseitigen Schalleitungsschwerh{\"o}rigkeit, der mit einer Translokation der(18)t(18;22) mit der involvierten Deletion 22pter→q11.21, sowie den darin enthaltenden Genen der CES-Region, erkl{\"a}rt wurde. Der in der zweiten Publikation beschriebene Fall mit MR und Verhaltensauff{\"a}lligkeiten wurde mit einer intragenischen Mikrodeletion im Gen IL1RAPL1 korreliert. Zwei F{\"a}lle autoimmunbedingten Leberversagens bei einem Phelan-McDermid Syndrom wurden in der dritten Publikation prim{\"a}r auf eine Deletion des Gens PIM3 zur{\"u}ckgef{\"u}hrt. Ein autistischer Junge mit einer Entwicklungsverz{\"o}gerung und gewaltt{\"a}tigen Ausbr{\"u}chen zeigte in der vierten Publikation ein sehr komplexes Rearrangement mit mehreren Br{\"u}chen im Gen CNTNAP2 und Deletionen anderer Gene, die zusammen f{\"u}r den Ph{\"a}notyp verantwortlich sein k{\"o}nnen. Keine Mikrodeletion, sondern eine Epimutation in Chromosom 14q32.2 war die Ursache f{\"u}r die Adipositas mit einer Sprachentwicklungsverz{\"o}gerung bei einem Jungen, der in der f{\"u}nften Publikation beschrieben ist. Um die o. g. genetischen Ver{\"a}nderungen zu finden, wurden verschiedene Methoden wie die GTG-B{\"a}nderung, FISH, MLPA und verschiedene Array-Systeme verwendet. Mit jeder von diesen Methoden konnten neue und einander erg{\"a}nzende Daten zu den genetischen Ver{\"a}nderungen eines Individuums gewonnen werden. Keine der Methoden konnte f{\"u}r sich allein ein vollst{\"a}ndiges Bild liefern. Die GTG-B{\"a}nderung zeigt zwar das ganze Genom, hat aber die Limitierung der niedrigen Aufl{\"o}sung. Sie konnte dennoch Anhaltspunkte f{\"u}r h{\"o}heraufl{\"o}sende Untersuchungsmethoden geben. Dazu geh{\"o}rte die FISH, die entweder zur feineren Aufl{\"o}sung der B{\"a}nderungsdaten oder zur Best{\"a}tigung von Array-Befunden verwendet wurde. Die MLPA wurde unterst{\"u}tzend auf der Suche nach sehr kleinen Ver{\"a}nderungen in eingegrenzten Regionen eingesetzt. In einigen der beschriebenen F{\"a}lle wurden trotz eines negativen B{\"a}nderungsbefundes aufgrund des auff{\"a}lligen Ph{\"a}notyps genetische Ursachen vermutet, und daher feiner aufl{\"o}sende Methoden eingesetzt. Die am h{\"o}chsten aufl{\"o}senden Array-basierten Methoden wurden eingesetzt, wenn ansonsten keine Ergebnisse zu erzielen waren, oder eine feinere Aufl{\"o}sung der vorhandenen Daten erreicht werden sollte. Anschließend konnten die Erkenntnisse {\"u}ber die Ver{\"a}nderungen mit dem Ph{\"a}notyp korreliert werden, um ein Kandidatengen oder eine Kandidatengenregion zu ermitteln. Aufgrund der großen Datenmenge aus den Array-Experimenten, waren zur Entscheidung {\"u}ber die Relevanz der Daten bez{\"u}glich der Entstehung des Ph{\"a}notyps umfassende Datenbank- und Literatur-Recherchen notwendig. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die Array-Technologie einen großen Fortschritt darstellt, in der Suche nach Ursachen f{\"u}r genetische Erkrankungen. Sie hat aber technische Limitierungen und um das Problem der Ph{\"a}notyp-Genotyp-Korrelation zu vereinfachen, werden weltweit noch viele Daten gesammelt werden m{\"u}ssen. Das ist eine Frage der Zeit und der Weiterentwicklung geeigneter Technologien.},
  subject      = {Deletion <Genetik>},
  language  = {de}
}
@article{CarmelaVeglianteRoyoPalomeroetal.2011,
  author    = {Carmela Vegliante, Maria and Royo, Cristina and Palomero, Jara and Salaverria, Itziar and Balint, Balazs and Martin-Guerrero, Idoia and Agirre, Xabier and Lujambio, Amaia and Richter, Julia and Xargay-Torrent, Silvia and Bea, Silvia and Hernandez, Luis and Enjuanes, Anna and Jose Calasanz, Maria and Rosenwald, Andreas and Ott, German and Roman-Gomez, Jose and Prosper, Felipe and Esteller, Manel and Jares, Pedro and Siebert, Reiner and Campo, Elias and Martin-Subero, Jose I. and Amador, Virginia},
  title     = {Epigenetic Activation of SOX11 in Lymphoid Neoplasms by Histone Modifications},
  series = {PLoS ONE},
  volume    = {6},
  journal   = {PLoS ONE},
  number    = {6},
  doi       = {10.1371/journal.pone.0021382},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-135325},
  pages     = {e21382},
  year      = {2011},
  abstract  = {Recent studies have shown aberrant expression of SOX11 in various types of aggressive B-cell neoplasms. To elucidate the molecular mechanisms leading to such deregulation, we performed a comprehensive SOX11 gene expression and epigenetic study in stem cells, normal hematopoietic cells and different lymphoid neoplasms. We observed that SOX11 expression is associated with unmethylated DNA and presence of activating histone marks (H3K9/14Ac and H3K4me3) in embryonic stem cells and some aggressive B-cell neoplasms. In contrast, adult stem cells, normal hematopoietic cells and other lymphoid neoplasms do not express SOX11. Such repression was associated with silencing histone marks H3K9me2 and H3K27me3. The SOX11 promoter of non-malignant cells was consistently unmethylated whereas lymphoid neoplasms with silenced SOX11 tended to acquire DNA hypermethylation. SOX11 silencing in cell lines was reversed by the histone deacetylase inhibitor SAHA but not by the DNA methyltransferase inhibitor AZA. These data indicate that, although DNA hypermethylation of SOX11 is frequent in lymphoid neoplasms, it seems to be functionally inert, as SOX11 is already silenced in the hematopoietic system. In contrast, the pathogenic role of SOX11 is associated with its de novo expression in some aggressive lymphoid malignancies, which is mediated by a shift from inactivating to activating histone modifications.},
  language  = {en}
}