@phdthesis{Kaymak2019,
  author    = {Kaymak, Irem},
  title     = {Identification of metabolic liabilities in 3D models of cancer},
  doi       = {10.25972/OPUS-18154},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-181544},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {Inefficient vascularisation of solid tumours leads to the formation of oxygen and nutrient gradients. In order to mimic this specific feature of the tumour microenvironment, a multicellular tumour spheroid (SPH) culture system was used. These experiments were implemented in p53 isogenic colon cancer cell lines (HCT116 p53 +/+ and HCT116 p53-/-) since Tp53 has important regulatory functions in tumour metabolism. First, the characteristics of the cells cultured as monolayers and as spheroids were investigated by using RNA sequencing and metabolomics to compare gene expression and metabolic features of cells grown in different conditions. This analysis showed that certain features of gene expression found in tumours are also present in spheroids but not in monolayer cultures, including reduced proliferation and induction of hypoxia related genes. Moreover, comparison between the different genotypes revealed that the expression of genes involved in cholesterol homeostasis is induced in p53 deficient cells compared to p53 wild type cells and this difference was only detected in spheroids and tumour samples but not in monolayer cultures. In addition, it was established that loss of p53 leads to the induction of enzymes of the mevalonate pathway via activation of the transcription factor SREBP2, resulting in a metabolic rewiring that supports the generation of ubiquinone (coenzyme Q10). An adequate supply of ubiquinone was essential to support mitochondrial electron transport and pyrimidine biosynthesis in p53 deficient cancer cells under conditions of metabolic stress. Moreover, inhibition of the mevalonate pathway using statins selectively induced oxidative stress and apoptosis in p53 deficient colon cancer cells exposed to oxygen and nutrient deprivation. This was caused by ubiquinone being required for electron transfer by dihydroorotate dehydrogenase, an essential enzyme of the pyrimidine nucleotide biosynthesis pathway. Supplementation with exogenous nucleosides relieved the demand for electron transfer and restored viability of p53 deficient cancer cells under metabolic stress. Moreover, the mevalonate pathway was also essential for the synthesis of ubiquinone for nucleotide biosynthesis to support growth of intestinal tumour organoids. Together, these findings highlight the importance of the mevalonate pathway in cancer cells and provide molecular evidence for an enhanced sensitivity towards the inhibition of mitochondrial electron transfer in tumour-like metabolic environments.},
  subject      = {Tumor},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Ulrich2012,
  author    = {Ulrich, Tanja},
  title     = {Function of Lin9 in vivo and MAP3K4-p38 signaling regulates p53 mediated cell cycle arrest after defective mitosis},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-73975},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Eine genaue Kontrolle des Verlaufs durch die Mitose ist entscheidend f{\"u}r die Gew{\"a}hrleistung genomischer Stabilit{\"a}t und f{\"u}r die Vermeidung von Aneuploidy. Der DREAM Komplex ist ein wichtiger Regulator der Expression von mitotischen Genen. Die Depletion der DREAM-Untereinheit Lin9, f{\"u}hrt zu einer verminderten Expression von G2/M Genen und beeintr{\"a}chtigt die Proliferation. In konditionellen knockout Mauszellen (MEFs) verursacht das Ausschalten von Lin9 Defekte in Mitose und Zytokinese und l{\"o}st vorzeitige Seneszenz aus, um eine weitere Zellproliferation zu verhindern. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass der seneszente Ph{\"a}notyp in Lin9 knockout MEFs unabh{\"a}ngig von den beiden Tumorsuppressor-Signalwegen p53-p21 und p16-pRB induziert wird. Untersuchungen mit dem konditionellen Lin9 knockout Mausmodell verdeutlichten die wichtige Funktion von Lin9 in der Regulierung der mitotischen Genexpression und der Proliferation in vivo. Das Fehlen von Lin9 f{\"u}hrte zu einer verringerten Proliferation in den Krypten des D{\"u}nndarms und verursachte eine Atrophie des Darmepithels und einen schnell eintretenden Tod der Tiere. Im zweiten Teil der Arbeit wurden Signalwege untersucht, die nach fehlerhafter Zytokinese zu einem p53 vermittelten G1-Arrest f{\"u}hren. Hierf{\"u}r wurde ein chemischer Inhibitor der mitotischen Kinase Aurora B verwendet. Mit Hilfe eines Hochdurchsatz siRNA Screens wurde die MAP Kinase MAP3K4 als Aktivator des p53 Signalwegs identifiziert. Es konnte gezeigt werden, dass MAP3K4 die Stresskinase p38b aktiviert, um den p53 vermittelten Zellzyklusarrest in tetraploiden Zellen auszul{\"o}sen. Dabei wurde p38b nach Hemmung von Aurora B f{\"u}r die transkriptionelle Aktivierung des p53 Zielgens p21 ben{\"o}tigt. Im Gegenteil dazu erfolgte die Phosphorylierung, Stabilisierung und die Rekrutierung von p53 an den p21 Promoter unabh{\"a}ngig von p38. Die teilweise Hemmung von Aurora B zeigte, dass fehlerhafte Segregation von Chromosomen auch den MAP3K4-p38-p53 Signalweg aktiviert und l{\"a}sst darauf schließen, dass subtile Defekte in der Mitose ausreichen diesen Stress-Signalweg zu induzieren. Obwohl p38 f{\"u}r den G1 Zellzyklusarrest nach mitotischen Sch{\"a}den erforderlich war, f{\"u}hrte die gleichzeitige Inhibierung von p38 und Aurora B {\"u}ber einen l{\"a}ngeren Zeitraum zu einer verringerten Proliferation, vermutlich aufgrund verst{\"a}rkter Apoptose. Es ist anzunehmen, dass der MAP3K4-p38-p53 Signalweg generell nach Defekten in der Mitose oder Zytokinese aktiviert wird um Zellen in G1 zu arretieren und um chromosomale Instabilit{\"a}t zu vermeiden.},
  subject      = {Mitose},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Scherer2003,
  author    = {Scherer, Stefan},
  title     = {Regulation und funktionelle Analyse der menschlichen Mismatchreparaturgene /-proteine am speziellen Beispiel von hMSH2},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-8317},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2003},
  abstract  = {Das menschliche MHS2 Gen ist eine sehr gut charakterisierte Komponente des Mismatch-Reparatur-Systems (MMR) und h{\"a}ufig mit der HNPCC Erkrankung assoziiert. Der Mechanismus {\"u}ber den MSH2 an der Karzinomentwicklung beteiligt ist, sind Defekte in der DNA-Reparatur. Es konnte gezeigt werden, dass Mutationen in den kodierenden Regionen dieses Gens direkt in die Mikrosatelliteninstabilit{\"a}t involviert sind. Generell ist MSH2 ein Teil des postreplikativen Reparatursystems der Zellen, und sch{\"u}tzt so vor der Akkumulation von Mutationen. Dadurch wird die genetische Stabilit{\"a}t und Integrit{\"a}t gew{\"a}hrleistet. Ein anderer Teil der zellul{\"a}ren Krebsabwehr ist das p53 Tumorsuppressorgen. Ein m{\"o}glicher DNA Schaden, der in der Lage ist, p53 zu aktivieren, ist UV-Licht. Eine weitere gut charakterisierte Komponente der zellul{\"a}ren UV Reaktion ist der Transkriptionsfaktor c-Jun. Ziel der Arbeit war es die Regulation und Signalfunktion von MSH2 n{\"a}her zu charakterisieren. Dazu wurde der Promotor des Gens in ein Luziferase Promotorgenkonstrukt kloniert. Dieses Konstrukt wurde in menschliche Keratinozyten transfiziert, die nachfolgend mit UV bestrahlt wurden. Es konnte eine zeit- und dosisabh{\"a}ngige Hochregulation von MSH2 gezeigt werden. Diese Transkriptionserh{\"o}hung wurde von p53 initiiert, denn durch eine gezielte Mutation der p53-Bindungsstelle im MSH2 Promotor war dieser Effekt vollkommen aufgehoben. Interessanterweise war dieser Effekt von einem zus{\"a}tzlichen Faktor abh{\"a}ngig, ohne den keine Hochregulation erkennbar war. Verantwortlich hierf{\"u}r war der Transkriptionsfaktor c-Jun. Dadurch konnte eine funktionelle Interaktion von p53 und c-Jun in der transkriptionellen Aktivierung von hMSH2 gezeigt werden. Dieser zeit- und dosisabh{\"a}ngige Effekt war sowohl auf RNA als auch auf Proteinebene nachvollziehbar. Der gr{\"o}ßte Anstieg war bei 50 J/m2 zu verzeichnen, wohin gegen bei Verwendung von 75 J/m2 die Transkriptmenge geringer wurde, um bei 100 J/m2 erneut anzusteigen. Um diesen erneuten Anstieg des Proteins n{\"a}her zu beschreiben wurden bei den stark bestrahlten Zellen TUNEL-Untersuchungen durchgef{\"u}hrt. Hierbei zeigte sich eine positive Korrelation zwischen der Menge an MSH2 Protein und an TUNEL-positiven apoptotischen Zellen. Um weiter zu zeigen, dass der zweite Anstieg des Proteins nicht mit einer Reparaturfunktion verbunden ist, wurde ein biochemisch basierter Test durchgef{\"u}hrt, welcher die Reparaturkapazit{\"a}t semiquantitativ beschreibt. Dabei konnte klar gezeigt werden, dass die mit 100 J/m2 bestrahlten Zellen keine Reparaturfunktion mehr erf{\"u}llen. FACS-Analysen und Zellf{\"a}rbungen gegen Annexin V und mit Propidiumiodid best{\"a}tigten die stattfindende Apoptose in den Zellen. Eine weitere Komponente des MMR-Systems ist MSH6. MSH6 bildet mit MSH2 ein Dimer, welches den Fehler in der DNA erkennt und das weitere Reparaturprogramm einleitet. Die Expression dieses Proteins konnte nur bis zu einer Dosis von 50-75 J/m2 UV nachgewiesen werden. Im Gegensatz zu MSH2 war MSH6 nicht in 100 J/m2 bestrahlten Keratinozyten detektierbar. Um {\"u}ber die Lokalisation dieser Proteine mehr zu erfahren wurden Immunf{\"a}rbungen gegen MSH2 durchgef{\"u}hrt. Es zeigte sich eine Translokation des Proteins vom Kern in das Zytoplasma in Korrelation zum zunehmenden DNA-Schaden durch h{\"o}here Dosen an UV-Licht. Dies stellt eine m{\"o}gliche Verbindung zwischen dem Mismatch-Reparatursystem und apoptotischen Signalwegen dar.},
  subject      = {Mensch},
  language  = {de}
}