@article{SalatWinklerUrlaubetal.2015,
  author    = {Salat, Daniela and Winkler, Anja and Urlaub, Henning and Gessler, Manfred},
  title     = {Hey bHLH Proteins Interact with a FBXO45 Containing SCF Ubiquitin Ligase Complex and Induce Its Translocation into the Nucleus},
  series = {PLoS One},
  volume    = {10},
  journal   = {PLoS One},
  number    = {6},
  doi       = {10.1371/journal.pone.0130288},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-125769},
  pages     = {e0130288},
  year      = {2015},
  abstract  = {The Hey protein family, comprising Hey1, Hey2 and HeyL in mammals, conveys Notch signals in many cell types. The helix-loop-helix (HLH) domain as well as the Orange domain, mediate homo- and heterodimerization of these transcription factors. Although distinct interaction partners have been identified so far, their physiological relevance for Hey functions is still largely unclear. Using a tandem affinity purification approach and mass spectrometry analysis we identified members of an ubiquitin E3-ligase complex consisting of FBXO45, PAM and SKP1 as novel Hey1 associated proteins. There is a direct interaction between Hey1 and FBXO45, whereas FBXO45 is needed to mediate indirect Hey1 binding to SKP1. Expression of Hey1 induces translocation of FBXO45 and PAM into the nucleus. Hey1 is a short-lived protein that is degraded by the proteasome, but there is no evidence for FBXO45-dependent ubiquitination of Hey1. On the contrary, Hey1 mediated nuclear translocation of FBXO45 and its associated ubiquitin ligase complex may extend its spectrum to additional nuclear targets triggering their ubiquitination. This suggests a novel mechanism of action for Hey bHLH factors.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Thoma2011,
  author    = {Thoma, Eva Christina},
  title     = {Directed differentiation of pluripotent stem cells induced by single genes},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-54706},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Pluripotency describes the ability of stem cells to form every cell type of the body.. Pluripotent stem cells are e.g. embryonic stem cells (ESCs), but also the so called induced pluripotent stem cells (IPS cells), that are generated by reprogramming differentiated somatic cells into a pluripotent state. Furthermore, it has been shown that spermatogonia (SG) derived from adult testes of mouse or human are pluripotent. Because of their ability to differentiate into every somatic cell type, pluripotent stem cells have a unique status in research and regenerative medicine. For the latter, they offer a valuable opportunity to replace destroyed tissues or organs. For basic research, stem cells represent a useful system to study differentiation or developmental processes that are difficult to access in the physiological situation e.g. during embryogenesis. Both applications, however, require methods that allow efficient and directed differentiation of stem cells into defined specialized cell types. This study first aims to investigate the differentiation potential of SG derived from the teleost fish medaka (Oryzias latipes). My results demonstrate that medaka SG are able to form different somatic cell types, namely adipocytes, melanocytes, osteoblasts, and neurons. This indicates that medake SG have retained a broad differentiation potential suggesting that pluripotency is not restricted to mouse and human SG but might be conserved among vertebrates. Next, I wanted to establish a differentiation method that is solely based on ectopic expression of genes known to be essential for the formation of certain somatic cell types - so called master regulators (MRs). My findings show that ectopic expression of the melanocyte-specific transcription factor mitf-m that has previously been shown to induce differentiation of medaka ESCs into pigment cells resulted in the formation of the same cell type in medaka SG. This approach could be used to generate other somatic cell types. Thus, ectopic expression of the MRs cbfa1 and mash1 in MF-SG was sufficient to induce differentiation into osteoblasts and neurons, respectively. Interestingly, these differentiation processes included the activation of genes that are expressed earlier during embryogenesis than the differentiation-inducing MR. Furthermore, my findings show that the approach of MR-induced differentiation can be transferred to mammalian stem cell systems. Ectopic expression of the neural transcription factor ngn2 was sufficient to induce efficient and rapid differentiation of neurons in mouse ESCs. This differentiation process also included the induction of genes that in vivo are activated at earlier stages that ngn2. By generating a transgenic cell line allowing induction of ectopic ngn2 expression, it was possible to obtain a relatively pure culture of functional neurons. Ngn2-induced differentiation did not require any additional signals and occurred even under pluripotency promoting conditions. Moreover, ectopic expression of ngn2 did also induce the formation of cells with neuronal morphology in IPS cells indicating that MR-induced differentiation is operative in different stem cell types. Furthermore, protein transduction of Ngn2 into mouse ESCs also resulted in a neuronal differentiation process up to the appearance of neural precursor cells. Last, my results show that MR-induced differentiation can also be used to generate other cell types than neurons from mouse ESCs. Myoblasts and macrophage-like cells were generated by ectopic expression of the MRs myoD and cebpa, respectively. Using transgenic cell lines enabling induction of MR expression it was possible to obtain mixed cultures with two different differentiation processes occurring in parallel. Altogether this study shows that ectopic expression of single genes is sufficient to induce directed differentiation of stem cells into defined cell types. The feasibility of this approach was demonstrated for different MRs and consequently different somatic cell types. Furthermore, MR induced differentiation was operative in different stem cell types from fish and mouse. Thus, one can conclude that certain genes are able to define cell fates in in vitro stem cell systems and that this cell fate defining potential appears to be a conserved feature in vertebrates. These findings therefore provide new insights in the role of MRs in cell commitment and differentiation processes. Furthermore, this study presents a new method to induce directed differentiation of stem cells that offers several advantages regarding efficiency, rapidness, and reproducibility. MR-induced differentiation therefore represents a promising tool for both stem cell research and regenerative medicine.},
  subject      = {Stammzelle},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Fischer2002,
  author    = {Fischer, Andreas},
  title     = {Biochemische Charakterisierung der basischen Helix-Loop-Helix-Transkriptionsfaktoren Hey1 und Hey2 sowie Untersuchung ihrer Rolle w{\"a}hrend der Herz- und Gef{\"a}ßentwicklung},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-6086},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2002},
  abstract  = {Die Entwicklung eines vielzelligen Organismus aus einer befruchteten Eizelle ist nur durch komplexe zellul{\"a}re Regulationsmechanismen m{\"o}glich. Dabei spielt der Notch-Signaltransduktionsweg eine zentrale Rolle w{\"a}hrend der Determination von Zellschicksalen und der Zelldifferenzierung. Die prim{\"a}ren Zielgene der Notch-Signalkaskaskade bei Vertebraten sind die Hes- sowie die k{\"u}rzlich identifizierten Hey-Gene. Die Hey-(hairy and E(spl) related with YRPW motif)-Gene kodieren drei hairy/E(spl)/Hes-verwandte basische Helix-Loop-Helix-Transkriptionsfaktoren, die durch eine Orange-Dom{\"a}ne und einen charakteristischen Carboxyterminus gekennzeichnet sind. W{\"a}hrend der Embryonalentwicklung werden die Hey-Gene dynamisch in zahlreichen Geweben exprimiert. Ziel dieser Arbeit war es, neue Hey-Interaktionsproteine aus embryonalen Genbanken zu isolieren, die Bindung an weitere bHLH-Transkriptionsfaktoren zu {\"u}berpr{\"u}fen und ihre DNA-Bindung zu analysieren. Um die physiologische Hey2-Funktion zu ergr{\"u}nden, wurden Hey2-Knockoutm{\"a}use untersucht. In einem ersten Versuch wurde eine neue Screeningmethode erprobt, bei der Proteinexpressionsfilter mit markierten Hey1-Peptiden nach interagierenden Proteinen durchsucht wurden. Hierbei sind 53 Proteine isoliert worden, jedoch konnte nach eingehenderen Untersuchungen kein relevanter Bindungsspartner beschrieben werden. F{\"u}r weitere Analysen unter mehr physiologischen Bedingungen wurde das Yeast Two-Hybrid Verfahren f{\"u}r Hey1 und Hey2 etabliert. Das Screening von murinen embryonalen cDNA-Genbanken mit verschiedenen Hey1-Fragmenten f{\"u}hrte zur Isolation von mehreren hundert Klonen. Die interessantesten Kandidaten wurden weiteren biochemischen Tests unterzogen, wobei jedoch keine neuen Interaktionspartner verifiziert werden konnten. Mit gezielten direkten Yeast Two-Hybrid und GST-Pulldown Assays f{\"u}r vermutete Kandidaten konnte jedoch die Interaktion von Hey1 bzw. Hey2 mit den bHLH-Proteinen E2-2, E2-5, MyoD und c-hairy1 nachgewiesen werden. Außerdem wurde festgestellt, dass Hey1 und Hey2 Homodimere und Hey1/Hey2-Heterodimere bilden. Die st{\"a}rkste Interaktion wurde mit dem in der Somitogenese rhythmisch exprimierten c-hairy1-Protein beobachtet. Da Hey2 und c-hairy1 im pr{\"a}somitischen Mesoderm und in den Somiten coexprimiert werden und starke Heterodimere ausbilden, erscheint es wahrscheinlich, dass beide Proteine gemeinsam die Transkription nachgeschalteter Gene steuern. Diese Interaktionsstudien zeigten außerdem erstmals, dass die Orange-Dom{\"a}ne entscheidend an der Bildung der Dimere beteiligt ist, da durch sie die Dimerisierung in vivo deutlich verst{\"a}rkt wurde. Schließlich konnte gezeigt werden, dass Hey1 und Hey2, im Gegensatz zu den {\"u}brigen hairy-Proteinen, nicht mit dem Corepressor Groucho/TLE1 interagieren. Electrophoretic Mobility Shift Assays ergaben, dass die Hey1- und Hey2-Proteine an eine E(spl)-spezifische E-Box DNA-Sequenz (CACGTG) binden. Auch die interagierenden bHLH-Proteine c-hairy1, E2-2 und E2-5 binden als Homodimere an diese DNA-Sequenz. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde die Hey2-Genfunktion an Hey2-Knockoutm{\"a}usen untersucht. Etwa 80 \% der homozygoten M{\"a}use starben wenige Tage nach der Geburt. Sie zeigten eine massive Hypertrophie der Herzventrikel, die wahrscheinlich die Todesursache darstellt. Die lacZ-Expression der untersuchten Organe entsprach der Hey2-Expression im Wildtyp. Es fiel dabei auf, dass es postnatal zu einer Herunterregulation der Hey2-Transkription kommt. Mit Elektrokardiogrammen wurden keine Reizleitungsst{\"o}rungen bei neugeborenen Hey2-Knockoutm{\"a}usen festgestellt. Interessanterweise konnte mit Arteriographien ausgeschlossen werden, dass die Ventrikelhypertophie Folge einer Aortenstenose wie bei der gridlock (zf-Hey2)-Mutante im Zebrafisch ist. Vielmehr f{\"u}hrt eine homozygote Hey2-Deletion zu einer Kardiomyopathie in Kombination mit verschiedenene Herzfehlern. Untersuchungen der Hey1- und HeyL-Expression in Hey2-Knockoutembryonen mittels RNA in situ Hybridisierungen zeigten keine Ver{\"a}nderungen im Vergleich mit dem Wildtyp. Daraus kann gefolgert werden, dass Hey1 und HeyL zumindest dort, wo sie nicht mit Hey2 coexprimiert sind, die Hey2-Funktionen nicht kompensieren k{\"o}nnen. Weitere Erkenntnisse {\"u}ber die Funktionen der Hey-Gene werden sicherlich die Studien an den Doppelknockoutm{\"a}usen ergeben. Die bisherigen Ergebnisse zeigen eindeutig, dass die Hey-Gene essentiell f{\"u}r die murine Herzentwicklung sind. Weitere Untersuchungen m{\"u}ssen nun zeigen, welche Rolle diese Gene bei der Entstehung von kongenitalen Herzfehlern des Menschen spielen.},
  language  = {de}
}