@phdthesis{Porps2008,
  author    = {Porps, Patrick},
  title     = {Erh{\"o}hte Lebenserwartung und Resistenz gegen{\"u}ber oxidativem Stress in Maus-Prion-Protein (PrP)-exprimierenden Drosophila melanogaster},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-36171},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {{\"U}bertragbare spongiforme Enzephalopathien (TSE) wie Scrapie beim Schaf, die bovine spongiforme Enzephalopathie (BSE) beim Rind oder die Creutzfeldt-Jakob-Krankheit (CJD) beim Menschen sind fortschreitende neurodegenerative Erkrankungen, die nach langer Inkubationszeit zum Tod f{\"u}hren. Die protein only-Hypothese besagt, dass das infekti{\"o}se Agens „Prion" teilweise oder vollst{\"a}ndig aus dem zellul{\"a}ren Prion-Protein (PrPC) besteht und nach Infektion des Organismus die Konversion von PrPC in die pathogene Isoform (PrPSc) verursacht. Die der Krankheit zugrunde liegenden neuropathologischen Mechanismen und die physiologische Funktion von PrPC sind bisher unbekannt. Es wurden jedoch eine neuroprotektive Funktion oder eine m{\"o}gliche Rolle im Zusammenhang mit der oxidativen Stress Hom{\"o}ostase postuliert. In dieser Arbeit wurden transgene Drosophila melanogaster-Linien als Modell zur Untersuchung der Funktion von PrPC etabliert. Unter Verwendung des Expressionssystems UAS/GAL4 exprimierten die Fliegen entweder wildtypisches PrP (wt-PrP) oder eine trunkierte, krankheits-assoziierte Mutante PrP\&\#916;32-134 (tr-PrP), der die potentielle neuroprotektive Octarepeat-Dom{\"a}ne entfernt wurde. Wt-PrP transgene Fliegen zeigten nach Vergleich mit Kontrolllinien eine signifikante, um 20\% erh{\"o}hte allgemeine Lebenserwartung. Obwohl die Expression von tr-PrP in Drosophila zu keinen nachweisbaren neuropathologischen Ver{\"a}nderungen f{\"u}hrte, wurde die Lebensspanne um 8\% reduziert. Ko-Expression von wt-PrP und tr-PrP konnte diesen Effekt nicht komplementieren, was eine chronische Toxizit{\"a}t der trunkierten Form nahelegt, die in diesem Zusammenhang der Neuroprotektion {\"u}bergeordnet ist. Da Lebenserwartung und Stressresistenz eng miteinander korrelieren, wurden die Fliegen den reaktiven Sauerstoffspezies Wasserstoffperoxid, Sauerstoff und Paraquat ausgesetzt, um auf drei unabh{\"a}ngigen Wegen oxidativen Stress zu induzieren. In der Tat vermittelt wt-PrP eine signifikante Stressresistenz, wohingegen tr-PrP-exprimierende Tiere eine normale Anf{\"a}lligkeit offenbarten, die jedoch teilweise durch Ko-Expression beider PrP-Formen komplementiert werden konnte. Hier erscheint die protektive Funktion von wt-PrP der Toxizit{\"a}t der Deletionsmutante {\"u}bergeordnet zu sein. Diese Daten belegen eine wichtige Funktion des Prion-Proteins bez{\"u}glich der Abwehr von oxidativem Stress. Essentiell ist dabei die Kupfer-bindende Octarepeat-Dom{\"a}ne, durch die m{\"o}glicherweise Fenton-{\"a}hnliche Reaktionen, die bei der Sauerstoff-Radikalsynthese eine wichtige Rolle spielen, inhibiert werden k{\"o}nnten. Konsistent damit ist die Beobachtung des Verlusts der erworbenen Stressresistenz nach Expression der Octarepeat-losen Mutante tr-PrP und die signifikante Reduktion der Lebenserwartung {\"u}ber einen bislang unaufgekl{\"a}rten Mechanismus. Das Drosophila PrP-Modell bietet die M{\"o}glichkeit, die physiologische Funktion von PrP detailliert zu untersuchen. Außerdem ist die Identifizierung unbekannter PrP-Interaktionspartner erm{\"o}glicht, um Signaltransduktionswege des PrP und die zugrunde liegenden neurodegenerativen Mechanismen aufzukl{\"a}ren.},
  subject      = {Prion},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Barth2008,
  author    = {Barth, Enrico},
  title     = {Study of the properties of channel-forming proteins of the cell walls of different Corynebacteriae},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-36325},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Die Gattung Corynebacterium geh{\"o}rt, neben Mycobacterium, Nocardia, Rhodococcus und weiteren nahverwandten Gattungen, dem unverwechselbaren, gattungs{\"u}bergreifenden Taxon Mycolata an. Viele Spezies aus dieser heterogenen Gruppe Mycols{\"a}ure-haltiger Actinomyceten sind entweder aufgrund ihrer medizinischen oder ihrer biotechnologischen Bedeutung bekannt. Beispielsweise z{\"a}hlen Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium leprae, Corynebacterium diphtheriae und Nocardia farcinica, welche weltweit Verursacher besonders gef{\"a}hrlicher bakterieller Infektionskrankheiten sind, zu dieser ungew{\"o}hnlichen Gruppe Gram-positiver Bakterien. Ebenso bedeutsam sind einige apathogene Mycolata-Arten, die industrielle Anwendung finden. Corynebacterium glutamicum und Corynebacterium efficiens sind leistungsf{\"a}hige Bakterien, die zum Beispiel in der Produktion des Geschmacksverst{\"a}rkers Glutamat und des Tierfuttermittelzusatzes Lysin eingesetzt werden, w{\"a}hrend verschiedene Rhodococcus Spezies Anwendung bei der Herstellung von Acryls{\"a}uren finden. Die Zellwand der Mycolata zeigt, verglichen mit der klassischer Gram-positiver Bakterien, eine außergew{\"o}hnliche Zusammensetzung und Struktur auf. Abgesehen von einem Arabinogalactan-Peptidoglycan-Komplex enth{\"a}lt die Zellwand der meisten Actinomyceten einen hohen Anteil an Mycols{\"a}uren. Diese langkettigen, verzweigten Fetts{\"a}uren formen eine, mit der {\"a}ußeren Membran Gram-negativer Bakterien vergleichbare, stark undurchl{\"a}ssige, hydrophobe {\"a}ußere H{\"u}lle, welche die Grundlage der außergew{\"o}hnlichen Medikamentenresistenz bei den Mycolata bildet. Wie die {\"a}ußere Membran Gram-negativer Bakterien enth{\"a}lt die Zellwand der Mycolata porenformende Proteine, die den Durchlass hydrophiler Substanzen gestatten. Indem sie eine Verbindung zwischen dem Zellinneren und der Umwelt, in der das Bakterium lebt, schaffen und einen kontrollierten Austausch zwischen beiden erm{\"o}glichen, tragen die Kanalproteine entscheidend zur Funktion der bakteriellen Zellh{\"u}lle bei. Das Ziel dieser Arbeit war das Wissen {\"u}ber Zellwandkan{\"a}le in Corynebakterien zu erweitern. Deshalb untersuchten wir PorA und PorH Proteine, die basierend auf fr{\"u}heren Studien Zellwandkan{\"a}len in C. glutamicum, C. efficiens und Corynebacterium callunae zugeordnet werden, um ungekl{\"a}rten Fragen nachzugehen und um Wissen {\"u}ber deren Struktur zu erlangen. Ferner inspizierten wir Zellw{\"a}nde pathogener Corynebakterien, genauer gesagt von Corynebacterium diphtheriae und Corynebacterium jeikeium, um herauszufinden, ob diese Spezies wie ihre harmlosen Verwandten Kanalproteine besitzen. In dieser Arbeit wiesen wir mit C. diphtheriae und C. jeikeium in zwei weiteren Corynebacterium-Arten offene, mit Wasser gef{\"u}llte Zellwandkan{\"a}le nach. Des Weiteren stellten wir fest, dass sich die Zellwandkan{\"a}le von C. glutamicum, C. efficiens und C. diphtheriae aus zwei Proteinen zusammensetzen, einem zugeh{\"o}rig zu der Gruppe der PorH Proteine und einem weiteren aus der Gruppe der PorA Proteine. Diese heteromere Struktur von Zellwandkan{\"a}len bei Corynebakterien stellt ein Novum f{\"u}r Zellwandkan{\"a}le bei den Mycolata dar. Indessen besteht der Zellwandkanal von C. jeikeium aus nur einem Protein, CjPorA, angeordnet zu einem Oligomer. Obgleich das Molekulargewicht dieses Proteins (4 kDa) mit dem von PorH und PorA Proteinen vergleichbar ist (5-7 kDa), weißt seine Prim{\"a}rsequenz keine eindeutige Homologie zu diesen auf. Dennoch deutet vieles auf eine Verwandtschaft zwischen CjPorA und PorH/PorA Proteinen hin, da das Gen jk0268, welches f{\"u}r CjPorA kodiert, sich in einer Region des C. jeikeium Chromosoms befindet, die der Genomregion entspricht in welcher die porH/porA Gene der anderen Corynebakterien lokalisiert sind. Dies l{\"a}sst vermuten, dass jk0268 (welches f{\"u}r den homomeren Zellwandkanal in C. jeikeium kodiert) und die porH/porA Gene von C. glutamicum, C. efficiens und C. diphtheriae (die einen heteromeren Zellwandkanal kodieren) wahrscheinlich Nachkommen eines gemeinsamen Vorl{\"a}ufergens sind. Phylogenetische Analysen der Gattung Corynebacterium unterst{\"u}tzen diese Annahme. Desweitern legen sie nahe, dass die hier untersuchten Zellwandkan{\"a}le innerhalb dieser Gattung wahrscheinlich weit verbreitet sind. Ein umfassendes Wissen {\"u}ber Zellwandkan{\"a}le, denen beim Transport gel{\"o}ster Stoffe {\"u}ber die {\"a}ußere Membran in Corynebakterien und anderen Mitgliedern der Mycolata eine entscheidende Rolle zukommt, k{\"o}nnte von großem wirtschaftlichem und medizinischem Nutzen sein.},
  subject      = {Zellwand},
  language  = {en}
}
@article{BonteHovestadtPoethke2008,
  author    = {Bonte, Dries and Hovestadt, Thomas and Poethke, Hans-Joachim},
  title     = {Male-killing endosymbionts: influence of environmental conditions on persistance of host metapopulation},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-45344},
  year      = {2008},
  abstract  = {Background: Male killing endosymbionts manipulate their arthropod host reproduction by only allowing female embryos to develop into infected females and killing all male offspring. Because of the reproductive manipulation, we expect them to have an effect on the evolution of host dispersal rates. In addition, male killing endosymbionts are expected to approach fixation when fitness of infected individuals is larger than that of uninfected ones and when transmission from mother to offspring is nearly perfect. They then vanish as the host population crashes. High observed infection rates and among-population variation in natural systems can consequently not be explained if defense mechanisms are absent and when transmission efficiency is perfect. Results: By simulating the host-endosymbiont dynamics in an individual-based metapopulation model we show that male killing endosymbionts increase host dispersal rates. No fitness compensations were built into the model for male killing endosymbionts, but they spread as a group beneficial trait. Host and parasite populations face extinction under panmictic conditions, i.e. conditions that favor the evolution of high dispersal in hosts. On the other hand, deterministic 'curing' (only parasite goes extinct) can occur under conditions of low dispersal, e.g. under low environmental stochasticity and high dispersal mortality. However, high and stable infection rates can be maintained in metapopulations over a considerable spectrum of conditions favoring intermediate levels of dispersal in the host. Conclusion: Male killing endosymbionts without explicit fitness compensation spread as a group selected trait into a metapopulation. Emergent feedbacks through increased evolutionary stable dispersal rates provide an alternative explanation for both, the high male-killing endosymbiont infection rates and the high among-population variation in local infection rates reported for some natural systems.},
  subject      = {Metapopulation},
  language  = {en}
}
@article{PoethkeLiebig2008,
  author    = {Poethke, Hans J. ; and Liebig, J{\"u}rgen},
  title     = {Risk-sensitive foraging and the evolution of cooperative breeding and reproductive skew},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-48214},
  year      = {2008},
  abstract  = {Abstract: Background Group formation and food sharing in animals may reduce variance in resource supply to breeding individuals. For some species it has thus been interpreted as a mechanism of risk avoidance. However, in many groups reproduction is extremely skewed. In such groups resources are not shared equally among the members and inter-individual variance in resource supply may be extreme. The potential consequences of this aspect of group living have not attained much attention in the context of risk sensitive foraging. Results We develop a model of individually foraging animals that share resources for reproduction. The model allows analyzing how mean foraging success, inter-individual variance of foraging success, and the cost of reproduction and offspring raising influence the benefit of group formation and resource sharing. Our model shows that the effects are diametrically opposed in egalitarian groups versus groups with high reproductive skew. For individuals in egalitarian groups the relative benefit of group formation increases under conditions of increasing variance in foraging success and decreasing cost of reproduction. On the other hand individuals in groups with high skew will profit from group formation under conditions of decreasing variance in individual foraging success and increasing cost of reproduction. Conclusion The model clearly demonstrates that reproductive skew qualitatively changes the influence of food sharing on the reproductive output of groups. It shows that the individual benefits of variance reduction in egalitarian groups and variance enhancement in groups with reproductive skew depend critically on ecological and life-history parameters. Our model of risk-sensitive foraging thus allows comparing animal societies as different as spiders and birds in a single framework.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Kleinhenz2008,
  author    = {Kleinhenz, Marco},
  title     = {W{\"a}rme{\"u}bertragung im Brutbereich der Honigbiene (Apis mellifera)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-26866},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {In dieser Arbeit untersuche ich das Verhalten von Arbeiterbienen beim Brutw{\"a}rmen, die W{\"a}rme{\"u}bertragung von den Bienen auf die gedeckelte Brut, die thermophysikalischen Eigenschaften des Brutnests und spezielle Aspekte des Brutnestaufbaus, die f{\"u}r dieses Thema relevant sind und bisher nicht untersucht wurden. Meine Arbeit umfasst Verhaltensbeobachtungen und thermografische Messungen an individuellen Bienen, die Simulation des Heizverhaltens von Arbeiterinnen und das Messen der Temperatur{\"a}nderungen in der Wabe, die Messung der thermophysikalischen Eigenschaften der Brutwabe und der Zellw{\"a}nde (W{\"a}rmeleitf{\"a}higkeit und Durchl{\"a}ssigkeit f{\"u}r W{\"a}rmestrahlung), die Auswertung von Brutzelltemperaturen als Ergebnis des Verhaltens von Arbeiterbienen, die Analyse der Anzahl und der r{\"a}umlichen Verteilung von Brutl{\"u}cken (Auswertung in 2-D und 3-D bez{\"u}glich beider Wabenseiten) und die Entwicklung spezifischer Computersoftware, die zur Erarbeitung dieser Ergebnisse unverzichtbar ist. Ein wichtiges Ergebnis dieser Arbeit ist die Entdeckung und Beschreibung eines bemerkenswerten, bislang unbekannten Verhaltens der Honigbiene: Die Aufrechterhaltung hoher Thoraxtemperaturen (TTh) bei Langzeitbesuchen in offenen Zellen („L{\"u}cken") die verstreut in der gedeckelten Brutfl{\"a}che vorkommen. Hier zeige ich, dass die Aufrechterhaltung der hohen TTh nicht auf den Zellinhalt (z. B. offene Brut) bezogen ist - in den meisten F{\"a}llen waren die besuchten Zellen ohnehin leer - sondern auf die direkt benachbarte gedeckelte Brut, mit der diese Zellen {\"u}ber gemeinsame Zellw{\"a}nde in Kontakt stehen. Dieses Verhalten liefert eine Erkl{\"a}rung f{\"u}r Langzeitzellbesuche von sehr langer Dauer ohne erkennbare Aktivit{\"a}t, die in fr{\"u}heren Arbeiten beschrieben aber nicht v{\"o}llig verstanden wurden, und es rehabilitiert die scheinbar „faulen" Bienen im Zellinnern. Diesem Verhalten kommt eine große Bedeutung f{\"u}r das Brutw{\"a}rmen zu, da sich der aufgeheizte Thorax tief in der Wabe (fast an der Mittelwand) befindet wo der W{\"a}rmeverlust an die Luft minimiert ist und von wo bis zu 6 umliegende Puppenzellen gleichzeitig gew{\"a}rmt werden k{\"o}nnen. Im Vergleich zum Brutw{\"a}rmeverhalten an der Wabenoberfl{\"a}che (Andr{\"u}cken des Thorax an die Brutdeckel), wo nur 1 oder Teile von 3 Brutdeckeln mit dem Thorax in Ber{\"u}hrung stehen, ist das W{\"a}rmen im Zellinnern mit derselben TTh bis zu 2,6-fach effizienter. Die Messung der thermophysikalischen Eigenschaften der Brutwabe und die Simulation des Brutw{\"a}rmeverhaltens unter kontrollierten Bedingungen zeigen, dass sich die Wabe langsam aufw{\"a}rmt und eher ein lokal begrenztes W{\"a}rmen als eine rasche W{\"a}rmeausbreitung {\"u}ber eine große Fl{\"a}che beg{\"u}nstigt. Der Einflussbereich eines einzelnen Zellbesuchers h{\"a}ngt von seiner TTh und der Dauer des Zellbesuchs ab. Anstiege der Bruttemperatur in bis zu 3 Zellen Abstand zum Zellbesucher sind nachweisbar. Das hier beschriebene Brutw{\"a}rmeverhalten im Innern von L{\"u}cken (offenen Zellen) bietet nicht nur neue Einsichten in das Bienenverhalten. Es erm{\"o}glicht auch eine Neubewertung der L{\"u}cken und ihrer N{\"u}tzlichkeit f{\"u}r die Bienen. Eine von mir entwickelte Computersoftware („CombUse 2.0") erm{\"o}glicht es, das Vorkommen und die r{\"a}umliche Verteilung von L{\"u}cken mit hoher Genauigkeit auf der Ebene einzelner Zellen zu erfassen und auszuwerten. Die r{\"a}umliche Verteilung der L{\"u}cken in der gedeckelten Brutfl{\"a}che zeigt, dass schon bei geringen L{\"u}ckenh{\"a}ufigkeiten von ca. 4 bis 10 \%, die in gesunden Kolonien normal sind, eine {\"u}berraschend große Zahl gedeckelter Brutzellen (88 \% bis 99 \%, wenn die dreidimensionale Verteilung ber{\"u}cksichtigt wird) im Einflussbereich von Brut w{\"a}rmenden Zellbesuchern sind. Obwohl das Brutw{\"a}rmeverhalten im Zellinnern schwer zu entdecken und zu beobachten ist, f{\"u}hren die in dieser Arbeit pr{\"a}sentierten Daten zu dem Schluss, dass es sich dabei um einen wichtigen Bestandteil der Nestklimatisierung bei Honigbienen handelt.},
  subject      = {Biene <Gattung>},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Drechsler2008,
  author    = {Drechsler, Patrick Hans},
  title     = {Mechanics of adhesion and friction in stick insects and tree frogs},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-26836},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Many arthropods and vertebrates can cling to surfaces using adhesive pads on their legs. These pads are either smooth and characterised by a specialised, soft cuticle or they are hairy, i.e. densely covered with flexible adhesive setae. Animals climbing with adhesive organs are able to control attachment and detachment dynamically while running. The detailed mechanisms of how tarsal pads generate adhesive and frictional forces and how forces are controlled during locomotion are still largely unclear. The aim of this study was to clarify the attachment mechanism of smooth adhesive pads as present in many insects and tree frogs. To understand the function of these fluid-based adhesive systems, I characterized their performance under standardized conditions. To this end, experiments were conducted by simultaneously measuring adhesion, friction, and contact area in single adhesive pads. The first result of this study showed that friction in stick insect attachment pads is anisotropic: Attachment pads regularly detached when slid away from the body. Further analyses of "immobilized" arolia revealed that this anisotropy is not caused by an increased shear stress in the proximal direction, but by the instability of the tarsus when pushed distally. In the second part of this study, I analysed the role of the pad secretion present in insects and tree frogs. In stick insects, shear stress was largely independent of normal force and increased with velocity, seemingly consistent with the viscosity effect of a continuous fluid film. However, measurements of the remaining force two minutes after a sliding movement showed that adhesive pads could sustain considerable static friction in insects and tree frogs. Repeated sliding movements and multiple consecutive pull-offs of stick insect single legs to deplete adhesive secretion showed that on a smooth surface, friction and adhesion strongly increased with decreasing amount of fluid in insects. In contrast, stick insect pull-off forces significantly decreased on a rough substrate. Thus, the secretion does not generally increase attachment but does so only on rough substrates, where it helps to maximize contact area. When slides with stick insect arolia were repeated at one position so that secretion could accumulate, sliding shear stress decreased but static friction remained clearly present. This suggests that static friction in stick insects, which is biologically important to prevent sliding, is based on non-Newtonian properties of the adhesive emulsion rather than on a direct contact between the cuticle and the substrate. \% Analogous measurements in toe pads of tree frogs showed that they are also able to generate static friction, even though their pads are wetted by mucus. In contrast to the mechanism proposed for insects, static friction in tree frogs apparently results from the very close contact of toe pads to the substrate and boundary lubrication. In the last section of this study, I investigated adhesive forces and the mode of detachment by performing pull-off measurements at different velocities and preloads. These experiments showed that preload has only an increasing effect on adhesion for faster pull-offs. This can be explained by the viscoelastic material properties of the stick insect arolium, which introduce a strong rate-dependence of detachment. During fast pull-offs, forces can spread over the complete area of contact, leading to forces scaling with area. In contrast, the pad material has sufficient time to withdraw elastically and peel during slow detachments. Under these conditions the adhesive force will concentrate on the circumference of the contact area, therefore scaling with a length, supporting models such as the peeling theory. The scaling of single-pad forces supported these conclusions, but large variation between pads of different stick insects did not allow statistically significant conclusions. In contrast, when detachment forces were quantified for whole insects using a centrifuge, forces scaled with pad contact area and not with length.},
  subject      = {Biomechanik},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Froese2008,
  author    = {Froese, Alexander},
  title     = {The Popeye domain containing gene 2 (Popdc2): Generation and functional characterization of a null mutant in mice and promoter analysis},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-26473},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {In the present study a knockout mouse model of the Popeye domain containing gene 2 (Popdc2) was generated and functionally characterized. The Popdc2 null mutants were viable with an apparent normal life span. ß-galactosidase staining to visualize the expression of the Popdc2-LacZ transgene revealed the presence of the Popdc2 in heart, bladder, smooth and skeletal muscles. In the heart LacZ was found to be present in cardiac myocytes with elevated levels in the myocytes of the cardiac conduction system. Holter ECGs records of the heart function of the 8 months (but not in 3 and 6 months) old mutant and WT littermates revealed a pronounced sinus bradycardia in the mutant mice in response to three different stress regimens: isoproterenol infusion, mental stress and a physical exercise. Histological examination of the Popdc2 null mutants SAN revealed structural alterations as was detected by HCN4 staining. Moreover, volume measurements using 3-D reconstructions of serial sections stained with HCN4 antibody revealed a volume reduction of about 30\% in the mutant SAN. Taken together data presented in this study suggest that the Popdc2 KO mouse line may serve as an animal model of human sick sinus syndrome. In the second part of this thesis the Popdc2 gene promoter was analyzed. Three transcription factors binding sites were predicted in the promoter region and characterized.},
  subject      = {Herz},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Bucher2008,
  author    = {Bucher, Daniel},
  title     = {An Electrophysiological Analysis of Synaptic Transmission at the Drosophila Larval Neuromuscular Junction},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-27784},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {In this thesis, synaptic transmission was studied electrophysiologically at an invertebrate model synapse, the neuromuscular junction of the Drosophila 3rd instar wandering larvae. In the first part, synaptic function is characterized at the neuromuscular junction in fly lines which are null mutants for the synaptic proteins "the synapse associated protein of 47 kDa" (Sap-47156), Synapsin (Syn97), the corresponding double mutant (Sap-47156, Syn97), a null mutant for an as yet uncharacterized Drosophila SR protein kinase, the Serine-Arginine protein kinase 3 (SRPK3), and the L{\"o}chrig (Loe) mutant which shows a strong neurodegenerative phenotype. Intracellular voltage recordings from larval body wall muscles 6 and 7 were performed to measure amplitude and frequency of spontaneous single vesicle fusion events (miniature excitatory junction potentials or mEJPs). Evoked excitatory junction potentials (eEJPs) at different frequencies and calcium concentrations were also measured to see if synaptic transmission was altered in mutants which lacked these synaptic proteins. In addition, structure and morphology of presynaptic boutons at the larval neuromuscular junction were examined immunohistochemically using monoclonal antibodies against different synaptic vesicle proteins (SAP-47, CSP, and Synapsin) as well as the active zone protein Bruchpilot. Synaptic physiology and morphology was found to be similar in all null mutant lines. However, L{\"o}chrig mutants displayed an elongated bouton morphology, a significant shift towards larger events in mEJP amplitude frequency histograms, and increased synaptic facilitation during a 10 Hz tetanus. These deficits suggest that Loe mutants may have a defect in some aspect of synaptic vesicle recycling. The second part of this thesis involved the electrophysiological characterization of heterologously expressed light activated proteins at the Drosophila neuromuscular junction. Channelrhodopsin-2 (ChR2), a light gated ion channel, and a photoactivated adenylate cyclase (PAC) were expressed in larval motor neurons using the UAS-Gal4 system. Single EJPs could be recorded from muscles 15, 16, and 17 when larva expressing ChR2 were illuminated with short (100 ms) light pulses, whereas long light pulses (10 seconds) resulted in trains of EJPs with a frequency of around 25 Hz. Larva expressing PAC in preparations where motor neurons were cut from the ventral ganglion displayed a significant increase in mEJP frequency after a 1 minute exposure to blue light. Evoked responses in low (.2 mM) calcium were also significantly increased when PAC was stimulated with blue light. When motor nerves were left intact, PAC stimulation resulted in light evoked EJPs in muscles 6 and 7 in a manner consistent with RP3 motor neuron activity. ChR2 and PAC are therefore useful and reliable tools for manipulating neuronal activity in vivo.},
  subject      = {Drosophila},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Nieratschker2008,
  author    = {Nieratschker, Vanessa},
  title     = {Charakterisierung der Serin-/Threonin-Proteinkinase SRPK3 in Drosophila melanogaster und Phosphorylierungsstudien an Synapsin},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-27806},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {In einer vorangegangenen Arbeit konnte eine hypomorphe Mutation innerhalb des Genlokus einer putativen Serin-/Threonin-Kinase als Ausl{\"o}ser der Aggregatbildung des Aktive-Zone- Proteins Bruchpilot in larvalen Motoneuronaxonen identifiziert werden (Nieratschker, 2004). Aufgrund der Homologien dieser Kinase zu SR-Proteinkinasen wurde der Name Serin- /Threonin-Proteinkinase 3 (SRPK3) vorgeschlagen. Laut urspr{\"u}nglicher Annotation der „Flybase" (http://flybase.bio.indiana.edu) codiert der Genlokus der Srpk3, der auf dem linken Arm des dritten Chromosoms innerhalb der Region 79D4 lokalisiert ist und sich {\"u}ber ca. 10,3 kb erstreckt, f{\"u}r zwei Transkripte (Srpk3-RC und Srpk3-RB). Diese beiden Transkripte haben unterschiedliche Transkriptions- und Translationsstartpunkte und unterscheiden sich in ihrem ersten kodierenden Exon, ab dem vierten Exon sind sie allerdings identisch. Das Srpk3-RCTranskript umfasst ca. 4,2 kb, das Srpk3-RB-Transkript ca. 3,8 kb. Die von diesen Transkripten kodierten Proteine bestehen aus 816 (Srpk3-RC) bzw. 749 (Srpk3-RB) Aminos{\"a}uren. Diese beiden urspr{\"u}nglich annotierten Transkripte konnten durch RT-PCR-Experimente best{\"a}tigt werden. Dabei wurde auch ein zus{\"a}tzliches, alternativ gespleißtes Exon von 159 bp entdeckt, das beiden Transkripten zugeordnet werden kann. Somit codiert der Srpk3-Genlokus f{\"u}r mindestens vier Transkripte, die Transkripte der RC/RF-Transkriptgruppe mit (Srpk3-RF) und ohne (Srpk3-RC) das alternativ gespleißte Exon und die Transkripte der RB/RETranskriptgruppe mit (Srpk3-RE) und ohne (Srpk3-RB) das alternativ gespleißte Exon. Die Existenz eines weiteren Transkriptes Srpk3-RD, die in der aktuellen Version der „Flybase" annotiert ist, konnte durch RT-PCR-Experimente nicht nachgewiesen werden. Zu Beginn dieser Arbeit lag eine hypomorphe Mutante f{\"u}r die SRPK3 schon vor (Srpk3P1; Eberle, 1995). Diese Linie tr{\"a}gt eine P-Elementinsertion innerhalb des ersten Exons der RC/RF-Transkriptgruppe, die das Leseraster dieser Transkriptgruppe zerst{\"o}rt, so dass in dieser Linie nur die RB/RE-Transkriptgruppe gebildet werden kann. Wie bereits erw{\"a}hnt, konnte diese Mutation in vorangegangenen Arbeiten bereits als der Ausl{\"o}ser der Aggregatbildung des Bruchpilot-Proteins in larvalen Motoneuronaxone, sowie einiger Verhaltensdefekte identifiziert werden (Nieratschker, 2004; Bock 2006). Diese Verhaltensdefekte {\"a}hneln stark denen, die durch einen knock-down der Bruchpilot-Expression mittels RNAi ausgel{\"o}st werden (Wagh et al., 2006; Bock, 2006), was auf eine Interaktion beider Proteine schließen l{\"a}sst. Um nun den Beweis f{\"u}hren zu k{\"o}nnen, dass tats{\"a}chlich diese Mutation die beobachteten Ph{\"a}notypen verursacht, wurden Rettungsversuche durchgef{\"u}hrt. Die Srpk3-RF-cDNA war dabei in der Lage die durch die hypomorphe Mutation der SRPK3 verursachten Ph{\"a}notypen vollst{\"a}ndig, oder zumindest teilweise zu retten (vgl. auch Bock, 2006; Bloch, 2007). Damit konnte belegt werden, dass die hypomorphe Mutation der SRPK3 tats{\"a}chlich die in der Mutante Srpk3P1 beobachteten Ph{\"a}notypen verursacht. Um die durch in situ Hybridisierung erhaltenen Daten zur Lokalisation der SRPK3 im larvalen Gehirn (Nieratschker, 2004) best{\"a}tigen, sowie weitere Daten erhalten zu k{\"o}nnen, wurden Isoform-spezifische Antisera gegen die SRPK3 generiert. Diese Antiseren sind in der Lage {\"u}berexprimiertes Protein zu detektieren (Bloch, 2007), allerdings ist es mit diesen Antiseren nicht m{\"o}glich die SRPK3 in wildtypischen Pr{\"a}paraten nachzuweisen. Weitere Daten zur Lokalisation der SRPK3, die durch die Verwendung eines SRPK3-eGFPFusionsproteins erhalten wurden, zeigten, dass eine der ektopisch {\"u}berexprimierten SRPK3- Isoformen mit Bruchpilot an der Aktiven Zone kolokalisiert. Dieses Ergebnis, in Verbindung mit den durch die Mutation der SRPK3 verursachten Bruchpilot-Aggregaten in larvalen Motoneuronaxonen und den Verhaltensdefekten, gibt Hinweise auf eine m{\"o}gliche direkte Interaktion beider Proteine….},
  subject      = {Drosophila melanogaster},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Pfenning2008,
  author    = {Pfenning, Brenda},
  title     = {Seasonal life-history adaptation in the water strider GERRIS LACUSTRIS},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-27900},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Insects living in temperate latitudes need to adjust their life-history to a seasonally variable environment. Reproduction, growth, and development have to be completed within the limited period where environmental conditions are favourable while climatically adverse conditions have to be spent in a state of diapause. Consequently, questions how individuals adapt their life-history to seasonality and which mechanisms underlie the responses to seasonal cues, like photoperiod, are important issues in the study of life-history strategies. This thesis focuses on the life-history adaptation to seasonality in the wing-dimorphic common pond skater Gerris lacustris L. (Heteroptera: Gerridae). Using a combination of field and laboratory studies as well as mathematical modelling, it is adressed how variation in the availability of thermal energy impacts on various aspects of larval development such as accumulated thermal energy (i.e. physiological development time), developmental pathway (direct reproduction vs. diapause) and wing dimorphism.},
  subject      = {Wanzen},
  language  = {en}
}