@article{NaseemKunzDandekar2014,
  author    = {Naseem, Muhammad and Kunz, Meik and Dandekar, Thomas},
  title     = {Probing the unknowns in cytokinin-mediated immune defense in Arabidopsis with systems biology approaches},
  series = {Bioinformatics and Biology Insights},
  volume    = {8},
  journal   = {Bioinformatics and Biology Insights},
  issn      = {1177-9322},
  doi       = {10.4137/bbi.s13462},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-120199},
  pages     = {35-44},
  year      = {2014},
  abstract  = {Plant hormones involving salicylic acid (SA), jasmonic acid (JA), ethylene (Et), and auxin, gibberellins, and abscisic acid (ABA) are known to regulate host immune responses. However, plant hormone cytokinin has the potential to modulate defense signaling including SA and JA. It promotes plant pathogen and herbivore resistance; underlying mechanisms are still unknown. Using systems biology approaches, we unravel hub points of immune interaction mediated by cytokinin signaling in Arabidopsis. High-confidence Arabidopsis protein-protein interactions (PPI) are coupled to changes in cytokinin-mediated gene expression. Nodes of the cellular interactome that are enriched in immune functions also reconstitute sub-networks. Topological analyses and their specific immunological relevance lead to the identification of functional hubs in cellular interactome. We discuss our identified immune hubs in light of an emerging model of cytokinin-mediated immune defense against pathogen infection in plants.},
  language  = {en}
}
@article{KoenigKraussKelleretal.2022,
  author    = {K{\"o}nig, Sebastian and Krauss, Jochen and Keller, Alexander and Bofinger, Lukas and Steffan-Dewenter, Ingolf},
  title     = {Phylogenetic relatedness of food plants reveals highest insect herbivore specialization at intermediate temperatures along a broad climatic gradient},
  series = {Global Change Biology},
  volume    = {28},
  journal   = {Global Change Biology},
  number    = {13},
  doi       = {10.1111/gcb.16199},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-276441},
  pages     = {4027 -- 4040},
  year      = {2022},
  abstract  = {The composition and richness of herbivore and plant assemblages change along climatic gradients, but knowledge about associated shifts in specialization is scarce and lacks controlling for the abundance and phylogeny of interaction partners. Thus, we aimed to test whether the specialization of phytophagous insects in insect-plant interaction networks decreases toward cold habitats as predicted by the 'altitude niche-breadth hypothesis' to forecast possible consequences of interaction rewiring under climate change. We used a non-invasive, standardized metabarcoding approach to reconstruct dietary relationships of Orthoptera species as a major insect herbivore taxon along a broad temperature gradient (~12°C) in Southern Germany. Based on Orthoptera surveys, feeding observations, collection of fecal pellets from >3,000 individuals of 54 species, and parallel vegetation surveys on 41 grassland sites, we quantified plant resource availability and its use by herbivores. Herbivore assemblages were richer in species and individuals at sites with high summer temperatures, while plant richness peaked at intermediate temperatures. Corresponding interaction networks were most specialized in warm habitats. Considering phylogenetic relationships of plant resources, however, the specialization pattern was not linear but peaked at intermediate temperatures, mediated by herbivores feeding on a narrow range of phylogenetically related resources. Our study provides empirical evidence of resource specialization of insect herbivores along a climatic gradient, demonstrating that resource phylogeny, availability, and temperature interactively shape the specialization of herbivore assemblages. Instead of low specialization levels only in cold, harsh habitats, our results suggest increased generalist feeding due to intraspecific changes and compositional differences at both ends of the microclimatic gradient. We conclude that this nonlinear change of phylogeny-based resource specialization questions predictions derived from the 'altitude-niche breadth hypothesis' and highlights the currently limited understanding of how plant-herbivore interactions will change under future climatic conditions.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Engelmann2008,
  author    = {Engelmann, Julia Cath{\´e}rine},
  title     = {DNA microarrays: applications and novel approaches for analysis and interpretation},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-29747},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {In der vorliegenden Dissertation wird die Entwicklung eines phylogenetischen DNA Microarrays, die Analyse von mehreren Microarray-Genexpressionsdatens{\"a}tzen und neue Ans{\"a}tze f{\"u}r die Datenanalyse und Interpretation der Ergebnisse vorgestellt. Die Entwicklung und Analyse der Daten eines phylogenetischen DNA Microarrays wird in der ersten Publikation dargestellt. Ich konnte zeigen, dass die Spezies-Detektion mit phylogenetischen Microarrays durch die Datenanalyse mit einem linearen Regressionsansatz signifikant verbessert werden kann. Standard-Methoden haben bislang nur Signalintensit{\"a}ten betrachtet und eine Spezies als an- oder abwesend bezeichnet, wenn die Signalintensit{\"a}t ihres Messpunktes oberhalb eines willk{\"u}rlich gesetzten Schwellenwertes lag. Dieses Verfahren ist allerdings aufgrund von Kreuz-Hybridisierungen nicht auf sehr nah verwandte Spezies mit hoher Sequenzidentit{\"a}t anwendbar. Durch die Modellierung des Hybridisierungs und Kreuz-Hybridisierungsverhaltens mit einem linearen Regressionsmodell konnte ich zeigen, dass Spezies mit einer Sequenz{\"a}hnlichkeit von 97\% im Markergen immer noch unterschieden werden k{\"o}nnen. Ein weiterer Vorteil der Modellierung ist, dass auch Mischungen verschiedener Spezies zuverl{\"a}ssig vorhergesagt werden k{\"o}nnen. Theoretisch sind auch quantitative Vorhersagen mit diesem Modell m{\"o}glich. Um die großen Datenmengen, die in {\"o}ffentlichen Microarray-Datenbanken abgelegt sind besser nutzen zu k{\"o}nnen, bieten sich Meta-Analysen an. In der zweiten Publikation wird eine explorative Meta-Analyse auf Arabidopsis thaliana-Datens{\"a}tzen vorgestellt. Mit der Analyse verschiedener Datens{\"a}tze, die den Einfluss von Pflanzenhormonen, Pathogenen oder verschiedenen Mutationen auf die Genexpression untersucht haben, konnten die Datens{\"a}tze anhand ihrer Genexpressionsprofile in drei große Gruppen eingeordnet werden: Experimente mit Indol-3-Essigs{\"a}ure (IAA), mit Pathogenen und andere Experimente. Gene, die charakteristisch f{\"u}r die Gruppe der IAA-Datens{\"a}tze beziehungsweise f{\"u}r die Gruppe der Pathogen-Datens{\"a}tze sind, wurden n{\"a}her betrachtet. Diese Gene hatten Funktionen, die bereits mit Pathogenbefall bzw. dem Einfluss von IAA in Verbindung gebracht wurden. Außerdem wurden Hypothesen {\"u}ber die Funktionen von bislang nicht annotierten Genen aufgestellt. In dieser Arbeit werden auch Prim{\"a}ranalysen von einzelnen Arabidopsis thaliana Genexpressions-Datens{\"a}tzen vorgestellt. In der dritten Publikation wird ein Experiment beschrieben, das durchgef{\"u}hrt wurde um herauszufinden ob Mikrowellen-Strahlung einen Einfluss auf die Genexpression einer Zellkultur hat. Dazu wurden explorative Analysemethoden angewendet. Es wurden geringe aber signifikante Ver{\"a}nderungen in einer sehr kleinen Anzahl von Genen beobachtet, die experimentell best{\"a}tigt werden konnten. Die Funktionen der regulierten Gene und eine Meta-Analyse mit {\"o}ffentlich zug{\"a}nglichen Datens{\"a}tzen einer Datenbank deuten darauf hin, dass die pflanzliche Zellkultur die Strahlung als eine Art Energiequelle {\"a}hnlich dem Licht wahrnimmt. Des weiteren wird in der vierten Publikation die funktionelle Analyse eines Arabidopsis thaliana Genexpressionsdatensatzes beschrieben. Die Analyse der Genexpressions eines pflanzlichen Tumores zeigte, dass er seinen Stoffwechsel von aerob und auxotroph auf anaerob und heterotroph umstellt. Gene der Photosynthese werden im Tumorgewebe reprimiert, Gene des Aminos{\"a}ure- und Fettstoffwechsels, der Zellwand und Transportkan{\"a}le werden so reguliert, dass Wachstum und Entwicklung des Tumors gef{\"o}rdert werden. In der f{\"u}nften Publikation in dieser Arbeit wird GEPAT (Genome Expression Pathway Analysis Tool) beschrieben. Es besteht aus einer Internet- Anwendung und einer Datenbank, die das einfache Hochladen von Datens{\"a}tzen in die Datenbank und viele M{\"o}glichkeiten der Datenanalyse und die Integration anderer Datentypen erlaubt. In den folgenden zwei Publikationen (Publikation 6 und Publikation 7) wird GEPAT auf humane Microarray-Datens{\"a}tze angewendet um Genexpressionsdaten mit weiteren Datentypen zu verkn{\"u}pfen. Genexpressionsdaten und Daten aus vergleichender Genom-Hybridisierung (CGH) von prim{\"a}ren Tumoren von 71 Mantel-Zell-Lymphom (MCL) Patienten erm{\"o}glichte die Ermittlung eines Pr{\"a}diktors, der die Vorhersage der {\"U}berlebensdauer von Patienten gegen{\"u}ber herk{\"o}mmlichen Methoden verbessert. Die Analyse der CGH Daten zeigte, dass auch diese f{\"u}r die Vorhersage der {\"U}berlebensdauer geeignet sind. F{\"u}r den Datensatz von Patienten mit großzellig diffusem B-Zell-Lymphom DLBCL konnte aus den Genexpressionsdaten ebenfalls ein neuer Pr{\"a}diktor vorgeschlagen werden. Mit den zwischen lang und kurz {\"u}berlebenden Patienten differentiell exprimierten Genen der MCL Patienten und mit den Genen, die zwischen den beiden Untergruppen von DLBCL reguliert sind, wurden Interaktionsnetzwerke gebildet. Diese zeigen, dass bei beiden Krebstypen Gene des Zellzyklus und der Proliferation zwischen Patienten mit kurzer und langer {\"U}berlebensdauer unterschiedlich reguliert sind.},
  subject      = {Microarray},
  language  = {en}
}