@phdthesis{Schuetz2005,
  author    = {Sch{\"u}tz, Monika},
  title     = {Dynamik und Funktion der HMG-Proteine},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-15627},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {HMG-Proteine sind Architekturelemente des Chromatins und regulieren durch ihre Bindung an das Chromatin auf verschiedene Weise DNA-abh{\"a}ngige Prozesse wie Replikation, Transkription und DNA-Reparatur. Um zu verstehen, wie HMG-Proteine ihre vielf{\"a}ltigen Funktionen erf{\"u}llen k{\"o}nnen, wurde mit Hilfe von EGFP- und DsRed2-Fusionsproteinen ihre Funktion in vivo untersucht. Im Wesentlichen wurde dabei mit Hilfe von Bleichtechniken ihr dynamisches Verhalten charakterisiert. Daneben wurde f{\"u}r die HMGN-Proteine ihr bislang unbekanntes Expressionsverhalten in Tumorzellen bestimmt. So konnte f{\"u}r die HMGN-Proteine gezeigt werden, dass bestimmte Tumorzelllinien (HT-29, FTC-133, MCF-7, RPMI 8226, 697, Ishikawa, LNCap) eine relativ erh{\"o}hte Expression von HMGN2 aufweisen, die mit der Tumordifferenzierung korreliert. Eine relativ verringerte Expression von HMGN1 steht dagegen in Mammakarzinomen und Non-Hodgkin-Lymphomen in direktem Zusammenhang mit der Aggressivit{\"a}t der Tumore. Somit kann die HMGN-Expression bei diesen Tumoren als diagnostischer Marker verwendet werden. FRAP-Analysen mit EGFP-Fusionsproteinen f{\"u}hrten zu der Erkenntnis, dass HMGN1, HMGN2, HMGA1a, HMGA1b und HMGB1 sich sehr schnell durch den Zellkern bewegen und nur transient an das Chromatin gebunden sind. Es konnte gezeigt werden, dass die spezifischen DNA/Chromatin-Bindungsmotive im Wesentlichen entscheiden, wo die Bindung der HMG-Proteine in vivo erfolgt, ihre Verweildauer im Euchromatin, Heterochromatin und zellzyklusabh{\"a}ngig dann aber durch Modifikationen (Phosphorylierungen, Acetylierungen) reguliert wird. Dies wurde beispielhaft durch punktmutierte und deletierte Fusionsproteine, sowie durch Inkubation der Zellen mit spezifischen Drogen f{\"u}r die HMGA1a-Proteine gezeigt. FRAP-Analysen haben außerdem gezeigt, dass die Spleißvarianten hHMGA1a und hHMGA1b unterschiedliche kinetische Parameter besitzen. Dies zeigt, dass beiden Varianten unterschiedliche Funktionen zugesprochen werden k{\"o}nnen. Die gefundenen spezifischen, transienten Verweildauern der einzelnen HMG-Proteine f{\"u}hren zu einem Modell eines dynamischen Chromatin-Netzwerkes, wobei alle HMG-Proteine in Wechselwirkungen innerhalb eines dynamischen Chromatinprotein-Cocktails DNA-abh{\"a}ngige Prozesse regulieren k{\"o}nnen. Die jeweiligen, wie hier gezeigt, durch Modifikationen regulierten Verweildauern der HMG-Proteine bestimmen dar{\"u}ber, welche anderen Chromatinproteine wie lange am Chromatin verbleiben und bestimmte Funktionen, wie beispielsweise die Modifikation der Core-Histone, {\"u}bernehmen k{\"o}nnen. Die dynamischen Parameter einzelner HMG-Proteine erkl{\"a}ren so, wie diese Proteine ihre vielf{\"a}ltigen Funktionen als Architekturelemente und bei der Regulation DNA-abh{\"a}ngiger Prozesse erf{\"u}llen k{\"o}nnen. Einige Vertreter, wie die HMGB1-Proteine, bewegen sich so schnell durch den Zellkern, dass ihre kinetischen Parameter durch das beschr{\"a}nkte zeitliche Aufl{\"o}sungsverm{\"o}gen konfokaler Mikroskope der {\"a}lteren Generation nicht erfassbar sind. Die Bestimmung von Dosis-Wirkungs-Beziehungen von Drogen, welche die kinetischen Parameter von HMGB1-Proteinen beeinflussen k{\"o}nnen, ist inzwischen mit Mikroskopen der neuen Generation m{\"o}glich. Im Verlaufe der Arbeit zeigte sich, dass andere verwendete Fluorophore wie DsRed2 die kinetischen Eigenschaften von HMG-Fusionsproteinen beeinflussen k{\"o}nnen. Durch eine erh{\"o}hte Verweildauer k{\"o}nnen auch sehr transiente Interaktionen sichtbar gemacht werden. Wie gezeigt wurde, kann eine erh{\"o}hte Verweildauer aber auch zur Verdr{\"a}ngung anderer Proteine f{\"u}hren, die die gleichen Bindungsstellen benutzen und so eine Modulation des Chromatins bewirken. Die Nutzung von DsRed-Fluorophoren erm{\"o}glicht interessante neue Erkenntnisse. Diese m{\"u}ssen aber stets vor dem Hintergrund eines ver{\"a}nderten dynamischen Verhaltens der Fusionsproteine interpretiert werden. Zusammengenommen liefern die hier vorgestellten Ergebnisse zur Dynamik der HMG-Proteine grundlegende Informationen, die zur Kl{\"a}rung ihrer Funktion bei Chromatinmodulationen, etwa bei Differenzierungsprozessen oder der Entstehung von Tumorzellen entscheidend beitragen. Die Erkenntnis, dass diese Proteine lediglich transiente Interaktionen mit ihren Bindungspartnern eingehen k{\"o}nnen, sind im Hinblick auf die Behandlung von Tumoren, bei denen HMG-Proteine im Vergleich zu Normalgewebe h{\"a}ufig {\"u}berexprimiert sind, von großer Bedeutung.},
  subject      = {HMG-Proteine},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Zirn2006,
  author    = {Zirn, Birgit},
  title     = {Expressions- und Mutationsanalysen in kindlichen Wilms Tumoren},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-20338},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {kumulative Dissertation, vgl. Abstracts der angeh{\"a}ngten Publikationen},
  subject      = {Nephroblastom},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schuetz2006,
  author    = {Sch{\"u}tz, Wolfgang},
  title     = {Postmeiotische Expression und funktionelle Charakterisierung von Lamin B3 in der Spermatogenese der Maus},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-17110},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Die Lamine geh{\"o}ren zu einer Familie von Proteinen, die als strukturelle Hauptelemente die Kernlamina ausbilden, einen wesentlichen Bestandteil der Kernh{\"u}lle eukaryontischer Zellen. In S{\"a}ugern exprimieren differenzierte somatische Zellen die Lamine A, C, B1 und B2. Die Kernh{\"u}lle in Keimzellen unterscheidet sich in Bezug auf Struktur und Proteinzusammensetzung deutlich von der einer somatischen Zelle. So exprimieren Keimzellen Lamin B1 als einziges der somatischen Lamine und zwei kurze keimbahnspezifische Spleißvarianten, die Lamine C2 und B3. Die vorliegende Arbeit enth{\"a}lt eine detaillierte Analyse des Expressionsmusters und der zellul{\"a}ren Verteilung von Lamin B3 im Verlauf der Spermatogenese der Maus. Die Daten aus RT-PCR, Western Blot und Immunfluoreszenz belegen eindeutig, dass Lamin B3 ausschließlich in postmeiotischen Stadien w{\"a}hrend der Spermiogenese exprimiert wird. In runden Spermatiden konnte das Protein an der Kernh{\"u}lle und {\"u}berraschenderweise auch im Nukleoplasma nachgewiesen werden. Im weiteren Verlauf der Spermiogenese kommt es zu einer Umverteilung des Proteins, es konzentriert sich zunehmend am posterioren Pol des Spermatidenkerns. Damit ist die Lamina w{\"a}hrend der S{\"a}uger-Spermiogenese nur aus B-Typ-Laminen aufgebaut und Lamin B3 ist in S{\"a}ugern das erste Beispiel f{\"u}r ein Lamin, das selektiv nur in postmeiotischen Stadien der Spermatogenese exprimiert wird. Die ektopische Expression von Lamin B3 in Kulturzellen f{\"u}hrt zu einer Deformation der Zellkerne, die eine hakenf{\"o}rmige Gestalt annehmen. Mit Hilfe von Transfektionsexperimenten in COS-7-Zellen konnte eindeutig gezeigt werden, dass die auftretenden morphologischen Ver{\"a}nderungen der Kerne transfizierter Zellen auf die trunkierte zentrale St{\"a}bchendom{\"a}ne in Lamin B3 zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. Dar{\"u}ber hinaus zeigte das Protein eine stark erh{\"o}hte L{\"o}slichkeit im Vergleich zu Lamin B2 und die Analyse transfizierter Kulturzellen mit „fluorescence recovery after photobleaching" (FRAP) und „fluorescence loss in photobleaching" (FLIP) ergab, dass ein erheblicher Anteil der Lamin-B3-Molek{\"u}le eine hohe Mobilit{\"a}t aufweist, die ebenfalls ausschließlich durch die kurze St{\"a}bchendom{\"a}ne begr{\"u}ndet ist. Die Ergebnisse f{\"u}hren zu dem Schluss, dass Lamin B3 die Kernh{\"u}lle in Keimzellen flexibler macht, was eine Voraussetzung f{\"u}r einige Vorg{\"a}nge in der Spermiogenese sein k{\"o}nnte. Mit einem Fusionsprotein aus GST und dem 84 Aminos{\"a}uren umfassenden N-Terminus von Lamin B3 wurde {\"u}ber einen „Pull-Down-Assay" nach m{\"o}glichen Interaktionspartnern in Keimzellen gesucht. Mit MSY2, MSY2a und MSY4 wurden drei hoch interessante Kandidaten identifiziert. Sie geh{\"o}ren zu den Y-Box-Proteinen, DNA- und RNA-bindende Proteine, die bei der Speicherung und sp{\"a}teren Translation von mRNAs beteiligt sind, u.a. die mRNA von Protamin 1 (diese Form der Regulation von Genexpression hat in der Spermatogenese große Bedeutung). Die Interaktion von Lamin B3 mit diesen Proteinen muss noch {\"u}berpr{\"u}ft werden, w{\"u}rde aber einen weiteren Bezug zwischen Kernh{\"u}lle und Chromatinreorganisation in der Spermiogenese herstellen, wie es f{\"u}r die Kernh{\"u}llenproteine GCL und LBR bereits gezeigt werden konnte. Außerdem w{\"a}re es ein erster Hinweis auf eine funktionelle Bedeutung der N-terminalen Dom{\"a}ne von Lamin B3.},
  subject      = {Maus},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Gareiss2006,
  author    = {Gareiß, Barbara},
  title     = {Einfluss niedermolekularer Protein-Tyrosin-Phosphatasen von Listeria monocytogenes auf die listerielle Genexpression und Virulenz},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-19853},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Im Genom von Listeria monocytogenes konnten zwei Gene identifiziert werden, die mutmaßlich f{\"u}r niedermolekulare Protein-Tyrosin Phosphatasen (LMW-PTPs) kodieren, Lmo0938/Ptp-1 und Lmo2540/Ptp-2, beide {\"a}hneln LMW-PTPs von B. subtilis. Einzel- und Doppeldeletionen der ptp-Gene beeinflussten die Transkription zahlreicher Gene, wie anhand von Gesamtgenom-DNA-Microarray-Analysen und quantitativer RT-PCR gezeigt werden konnten. Insbesondere waren die Gene f{\"u}r i) die Internaline A und B, ii) den Osmoprotektanten-Transporter OpuC, iii) MCP, notwendig zur Flagellen-Bewegung und iv) eine Anzahl von den Proteinen, die in die N{\"a}hrstoffaufnahme sowie den intrazellul{\"a}ren Metabolismus involviert sind, in vitro herunterreguliert. Die PrfA-regulierten Virulenzgene wurden in den Mutanten verst{\"a}rkt exprimiert. Im Wesentlichen konnte das gleiche Transkriptionsmuster in infizierten Caco-2-Enterocyten beobachtet werden. Die verringerte Invasivit{\"a}t (abh{\"a}ngig von InlA) und die Unbeweglichkeit der Mutanten passt zu den Transkriptionsergebnissen. Jedoch wurden weder die intrazellul{\"a}re Replikation innerhalb eukaryontischer Wirtszellen noch die Resistenz gegen Stressbedingungen durch die Deletion beeintr{\"a}chtigt. Die Proteome des Wildtyps und der ptp-Mutanten wurden durch 2-dimensionale Gelelektrophorese verglichen und es zeigte sich, dass die Transkriptionsergebnisse nicht vollst{\"a}ndig im Proteom reflektiert wurden. Die Ergebnisse zeigen, dass die Ptps in die Regulationsnetzwerke des alternativen Stress-Sigmafaktor SigB und von PrfA eingreifen. Der {\"a}hnliche Effekt beider Ptps auf die Transkription oder auf den Proteinlevel deutet eine Interaktion oder Kooperation der beiden Enzyme an.},
  subject      = {Listeria monocytogenes},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Busold2006,
  author    = {Busold, Christian},
  title     = {Facilitating functional interpretation of microarray data by integration of gene annotations in Correspondence Analysis},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-21150},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {DNS-Chips ('Microarrays') haben sich zu einer der Standardmethoden zur Erstellung von genomweiten Expressionsstudien entwickelt. Mittlerweile wurden dazu eine Vielzahl von Methoden zur Identifizierung von differentiell regulierten Genen ver{\"o}ffentlicht. Ungeachtet dessen stellt die abschliessende funktionelle Interpretation der Ergebnisse einen der Engp{\"a}sse in der Analyse von Chip-Daten dar. Die Mehrzahl der Analysemethoden stellt die signifikant regulierten Gene in Listen dar, aus denen in einem weiteren Schritt gemeinsame funktionelle Eigenschaften abgeleitet werden m{\"u}ssen. Dies stellt nicht nur eine arbeitsintensive Arbeit dar, die mit steigender Anzahl an experimentellen Konditionen immer weniger praktikabel wird, sondern ist auch fehleranf{\"a}llig, da diese Auswertung im allgemeinen auf dem visuellen Vergleich von Listen beruht. In der vorliegenden Arbeit wurden Methoden f{\"u}r eine rechnergest{\"u}tzte Auswertung von funktionellen Geneigenschaften entwickelt und validiert. Hierzu wurde die 'Gene Ontology' als Quelle f{\"u}r die Annotationsdaten ausgew{\"a}hlt, da hier die Daten in einem Format gespeichert sind, das sowohl eine leichte menschliche Interaktion sowie die statistische Analyse der Annotationen erm{\"o}glicht. Diese Genannotation wurden als Zusatzinformationen in die Korrespondenzanalyse integriert, welches eine simultane Darstellung von Genen, Hybridisierungen und funktionellen Kategorien in einer Grafik erm{\"o}glicht. Aufgrund der st{\"a}ndig wachsenden Anzahl an verf{\"u}gbaren Annotationen und der Tatsache, daß zwischen den meisten experimentellen Bedingungen nur wenige funktionelle Prozesse differentiell reguliert sind, wurden Filter entwickelt, die die Anzahl der dargestellten Annotationen auf eine im gegebenen experimentellen Kontext relevante Gruppe reduzieren. Die Anwendbarkeit der Visualisierung und der Filter wurde auf Datens{\"a}tzen unterschiedlicher Komplexit{\"a}t getestet: beginnend mit dem gut verstandenen Glukosestoffwechsel im Modellorganismus S. cerevisiae, bis hin zum Vergleich unterschiedlicher Tumortypen im Menschen. In beiden F{\"a}llen generierte die Methode gut zu interpretierende Grafiken, in denen die funktionellen Hauptunterschiede durch die dargestellten Annotationen gut beschrieben werden [90]. W{\"a}hrend die Integration von Annotationsdaten wie GO die funktionelle Interpretation vereinfacht, fehlt die M{\"o}glichkeit zur Identifikation einzelner relevanter Schl{\"u}sselgene. Um eine solche Analyse zu erm{\"o}glichen, wurden Daten zum Vorkommen von Transskriptionsfaktorbindestellen in den 5'-Bereichen von Genen integriert. Auch diese Methode wurde an Datens{\"a}tzen von S. cerevisiae und vergleichenden Studien von humanen Krebszelllinien validiert.In beiden F{\"a}llen konnten Transkriptionsfaktoren identifiziert werden, die f{\"u}r die beobachteten transkriptionellen Unterschiede von entscheidender Bedeutung sind [206]. Zusammenfassend, erm{\"o}glicht die Integration von Zusatzinformationen in die Korrespondenzanalyse eine simultane Visualisierung von Genen, Hybridisierungen und Annotationsdaten in einer einzigen, gut zu interpretierenden Grafik. Dies erlaubt auch in komplexen experimentellen Bedingungen eine intuitive Identifizierung von relevanten Annotationen. Der hier vorgestellte Ansatz, ist nicht auf die gezeigten Datenstrukturen beschr{\"a}nkt, sondern kann auf die Mehrzahl der verf{\"u}gbaren Annotationsdaten angewendet werden.},
  subject      = {Microarray},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Weniger2007,
  author    = {Weniger, Markus},
  title     = {Genome Expression Pathway Analysis Tool - Analyse und Visualisierung von Microarray Genexpressionsdaten unter genomischen, proteomischen und metabolischen Gesichtspunkten},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-25392},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Die Messung der Genexpression ist f{\"u}r viele Bereiche der Biologie und Medizin wichtig geworden und unterst{\"u}tzt Studien {\"u}ber Behandlung, Krankheiten und Entwicklungsstadien. Microarrays k{\"o}nnen verwendet werden, um die Expression von tausenden mRNA-Molek{\"u}len gleichzeitig zu messen und erm{\"o}glichen so einen Einblick und einen Vergleich der verschiedenen zellul{\"a}ren Bedingungen. Die Daten, die durch Microarray-Experimente gewonnen werden, sind hochdimensional und verrauscht, eine Interpretation der Daten ist deswegen nicht einfach. Obwohl Programme f{\"u}r die statistische Auswertung von Microarraydaten existieren, fehlt vielen eine Integration der Analyseergebnisse mit einer automatischen Interpretationsm{\"o}glichkeit. In dieser Arbeit wurde GEPAT, Genome Expression Pathway Analysis Tool, entwickelt, das eine Analyse der Genexpression unter dem Gesichtspunkten der Genomik, Proteomik und Metabolik erm{\"o}glicht. GEPAT integriert statistische Methoden zum Datenimport und -analyse mit biologischer Interpretation f{\"u}r Genmengen oder einzelne Gene, die auf dem Microarray gemessen werden. Verschiedene Typen von Oligonukleotid- und cDNAMicroarrays k{\"o}nnen importiert werden, unterschiedliche Normalisierungsmethoden k{\"o}nnen auf diese Daten angewandt werden, anschließend wird eine Datenannotation durchgef{\"u}hrt. Nach dem Import k{\"o}nnen mit GEPAT verschiedene statische Datenanalysemethoden wie hierarchisches, k-means und PCA-Clustern, ein auf einem linearen Modell basierender t-Test, oder ein Vergleich chromosomaler Profile durchgef{\"u}hrt werden. Die Ergebnisse der Analysen k{\"o}nnen auf H{\"a}ufungen biologischer Begriffe und Vorkommen in Stoffwechselwegen oder Interaktionsnetzwerken untersucht werden. Verschiedene biologische Datenbanken wurden integriert, um zu jeder Gensonde auf dem Array Informationen zur Verf{\"u}gung stellen zu k{\"o}nnen. GEPAT bietet keinen linearen Arbeitsablauf, sondern erlaubt die Benutzung von beliebigen Teilmengen von Genen oder biologischen Proben als Startpunkt einer neuen Analyse oder Interpretation. Dabei verl{\"a}sst es sich auf bew{\"a}hrte Datenanalyse-Pakete, bietet einen modularen Ansatz zur einfachen Erweiterung und kann auf einem verteilten Computernetzwerk installiert werden, um eine große Zahl an Benutzern zu unterst{\"u}tzen. Es ist unter der LGPL Open-Source Lizenz frei verf{\"u}gbar und kann unter http://gepat.sourceforge.net heruntergeladen werden.},
  subject      = {Microarray},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Blenk2007,
  author    = {Blenk, Steffen},
  title     = {Bioinformatical analysis of B-cell lymphomas},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-27421},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Background: The frequency of the most observed cancer, Non Hodgkin Lymphoma (NHL), is further rising. Diffuse large B-cell lymphoma (DLBCL) is the most common of the NHLs. There are two subgroups of DLBCL with different gene expression patterns: ABC ("Activated B-like DLBCL") and GCB ("Germinal Center B-like DLBCL"). Without therapy the patients often die within a few months, the ABC type exhibits the more aggressive behaviour. A further B-cell lymphoma is the Mantle cell lymphoma (MCL). It is rare and shows very poor prognosis. There is no cure yet. Methods: In this project these B-cell lymphomas were examined with methods from bioinformatics, to find new characteristics or undiscovered events on the molecular level. This would improve understanding and therapy of lymphomas. For this purpose we used survival, gene expression and comparative genomic hybridization (CGH) data. In some clinical studies, you get large data sets, from which one can reveal yet unknown trends. Results (MCL): The published proliferation signature correlates directly with survival. Exploratory analyses of gene expression and CGH data of MCL samples (n=71) revealed a valid grouping according to the median of the proliferation signature values. The second axis of correspondence analysis distinguishes between good and bad prognosis. Statistical testing (moderate t-test, Wilcoxon rank-sum test) showed differences in the cell cycle and delivered a network of kinases, which are responsible for the difference between good and bad prognosis. A set of seven genes (CENPE, CDC20, HPRT1, CDC2, BIRC5, ASPM, IGF2BP3) predicted, similarly well, survival patterns as proliferation signature with 20 genes. Furthermore, some bands could be associated with prognosis in the explorative analysis (chromosome 9: 9p24, 9p23, 9p22, 9p21, 9q33 and 9q34). Results (DLBCL): New normalization of gene expression data of DLBCL patients revealed better separation of risk groups by the 2002 published signature based predictor. We could achieve, similarly well, a separation with six genes. Exploratory analysis of gene expression data could confirm the subgroups ABC and GCB. We recognized a clear difference in early and late cell cycle stages of cell cycle genes, which can separate ABC and GCB. Classical lymphoma and best separating genes form a network, which can classify and explain the ABC and GCB groups. Together with gene sets which identify ABC and GCB we get a network, which can classify and explain the ABC and GCB groups (ASB13, BCL2, BCL6, BCL7A, CCND2, COL3A1, CTGF, FN1, FOXP1, IGHM, IRF4, LMO2, LRMP, MAPK10, MME, MYBL1, NEIL1 and SH3BP5; Altogether these findings are useful for diagnosis, prognosis and therapy (cytostatic drugs).},
  subject      = {Bioinformatik},
  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}
}
@phdthesis{Breher2009,
  author    = {Breher, Stephanie},
  title     = {Die kardiale Funktion von Popdc1 in der Maus: Vom Gen zum Ph{\"a}n},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-37283},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Die Popeye domain containing (Popdc)-Gene bilden eine evolution{\"a}r stark konservierte Genfamilie mit pr{\"a}ferenzieller Expression im Herzen und in der Skelettmuskulatur. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass Popdc1 in kardialen Myozyten in Glanzstreifen, lateralen Membranen und im T-Tubuli-System exprimiert wird und mit Ionenkan{\"a}len und anderen myozyt{\"a}ren Membranproteinen wie Cav1.2, Caveolin 3 und NCX1 kolokalisiert ist. Im ventrikul{\"a}ren Reizleitungssystem ist die Expression von Popdc1 gegen{\"u}ber dem ventrikul{\"a}ren Arbeitsmyokard erh{\"o}ht, w{\"a}hrend Atrium und Sinusknoten nahezu {\"a}quivalente Expressionsdom{\"a}nen aufweisen. Mithilfe von elektrophysiologischen Untersuchungen konnte bei den Popdc1-Nullmutanten eine stressinduzierte Sinusbradykardie festgestellt werden, die altersabh{\"a}ngig auftritt und auf Sinuspausen zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. Histologische Untersuchungen, unter Zuhilfenahme des Sinusknotenmarkers HCN4, zeigten einen Zellverlust im inferioren Teil des Sinusknotens. Popdc1 ist ein Transmembranprotein, das eine 150 Aminos{\"a}ure umfassende, stark konservierte Popeye-Dom{\"a}ne aufweist. F{\"u}r diese Dom{\"a}ne konnte auf struktureller Ebene eine Homologie zu zyklischen Nukleotid-Bindungsdom{\"a}nen vorhergesagt und eine Bindung an cAMP und cGMP experimentell demonstriert werden. Es handelt sich bei den Popdc-Proteinen um einen neuen Zweig der Bindungsproteine f{\"u}r zyklische Nukleotidmonophosphate (cNMP). Die Bindungssequenz weist signifikante Unterschiede zu anderen bereits identifizierten cNMP-Bindungsproteinen auf. Weiterhin wurde die Interaktion von Popdc1 mit TREK1, einem Mitglied der Tandemporenkan{\"a}le untersucht. Es zeigte sich, dass Popdc1 nach Koexpression in Froschoozyten, den TREK1-Strom erh{\"o}ht und dass die \&\#946;-adrenerge Inhibition des TREK1 Kanals durch Popdc1 verst{\"a}rkt wird. Im Arbeitsmyokard, im kardialen Reizleitungssystem und in kotransfizierten Cos7-Zellen werden beide Proteine {\"u}berlappend exprimiert. Diese Daten zeigen, dass Popdc1 eine wichtige Funktion bei der Regulation der Schrittmacheraktivit{\"a}t, der Aufrechterhaltung der Sinusknotenmorphologie und der Modulation von Ionenkan{\"a}len aufweist. Interessanterweise wurden von unserer Arbeitsgruppe bereits die gleichen Ph{\"a}notypen f{\"u}r die Popdc2 Maus beschrieben, sodass die Popdc Genfamilie {\"u}berlappende und redundante Funktionen aufweist.},
  subject      = {Sinusknoten},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Stoll2009,
  author    = {Stoll, Sascha},
  title     = {Funktionelle Analyse von Blochmannia floridanus, dem prim{\"a}ren Endosymbionten der Rossameise Camponotus floridanus},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-37238},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Ameisen der Gattung Camponotus beherbergen bakterielle Symbionten der Gattung Blochmannia in spezialisierten Zellen des Mitteldarms (Blochmann, 1882; Buchner, 1965; Sauer, 2000; Schr{\"o}der et al., 1996). Die Genomsequenzierung dieser Symbionten zeigte, dass Blochmannia, {\"a}hnlich den Symbionten von Blattl{\"a}usen, haupts{\"a}chlich Gene der Aminos{\"a}urebiosynthese beibehalten hat (Degnan et al., 2005; Gil et al., 2003). Die Relevanz dieser nahrungsaufwertenden Funktion konnte experimentell best{\"a}tigt werden (Feldhaar et al., 2007). Ein Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit war die Aufkl{\"a}rung der dynamischen Interaktion der beiden Partner w{\"a}hrend des komplexen Lebenszyklus des holometabolen Wirtes. Fr{\"u}here Studien deuteten darauf hin, dass die Symbiose vor allem w{\"a}hrend der Larven- und Puppenphasen von Bedeutung sein k{\"o}nnte (Feldhaar et al., 2007; Wolschin et al., 2004; Zientz et al., 2006). Mit fluoreszenter in situ Hybridisierung (FISH) und konfokaler Laserscanning Mikroskopie konnte in der vorliegenden Arbeit die Lokalisierung von B. floridanus w{\"a}hrend der wichtigsten Entwicklungsstadien aufgekl{\"a}rt werden. Hierbei konnte gezeigt werden, dass die Symbionten schon im ersten Larvenstadium in spezialisierten Zellen um den Darm angeordnet sind, aber in sp{\"a}teren Stadien nicht, wie bisher angenommen, auf diese Bakteriozyten beschr{\"a}nkt sind, sondern bis zum Schlupf der jungen Arbeiterinnen massiv andere Darmzellen infizieren. {\"U}bereinstimmend mit Bestimmungen der Zellzahl in den verschiedenen Wirtsstadien ist die Anzahl der Symbionten gegen Ende der Metamorphose am h{\"o}chsten. Die Symbiose degeneriert in sehr alten Arbeiterinnen, gut gef{\"u}llte Bakteriozyten werden jedoch noch monatelang beibehalten. Mit Macroarray- und qRT- PCR- basierten Transkriptomanalysen wurde die Expression der bakteriellen Gene in charakteristischen Entwicklungsstadien des Wirtes untersucht. Allgemein zeigen vor allem Gene f{\"u}r molekulare Chaperons und bestimmte bakterielle Grundfunktionen eine hohe Expression. Aber auch viele Gene, die m{\"o}glicherweise wichtige Funktionen in der Symbiose besitzen, wie die Biosynthese essentieller Aminos{\"a}uren und das Recycling von Stickstoffverbindungen, zeigen ein hohes absolutes Transkriptlevel. Zudem besteht eine positive Korrelation zwischen dem Expressionsniveau und dem GC- Gehalt der Gene, die in dem h{\"o}heren Selektionsdruck und damit einer geringeren Mutationsrate der essentiellen Gene begr{\"u}ndet liegt (Schaber et al., 2005). Durch Proteinanalysen konnte best{\"a}tigt werden, dass die Faktoren mit der h{\"o}chsten absoluten Transkription die dominanten Proteine der Symbionten darstellen. In den unterschiedlichen Entwicklungsstadien zeigen viele Gene eine deutliche Dynamik, deren Ausmaß aber, verglichen mit freilebenden Bakterien, gering ist. Aus den Expressionsprofilen aufeinanderfolgender Gene lassen sich m{\"o}gliche Transkriptionseinheiten ableiten, die teilweise auch experimentell best{\"a}tigt wurden. Oftmals zeigen auch Gene, die nicht in Transkriptionseinheiten angeordnet sind, aber verwandten Stoffwechselwegen angeh{\"o}ren, {\"a}hnliche Muster. Dies deutet auf das Vorhandensein grundlegender Genregulations-mechanismen hin, obwohl im Genom von B. floridanus nur noch sehr wenige Transkriptionsfaktoren codiert sind (Gil et al., 2003). Auf {\"u}bergeordneter Ebene zeigt sich, dass bei Symbionten aus sp{\"a}ten Puppenstadien viele symbioserelevante Gene im Vergleich zu Genen des Grundmetabolismus eine erh{\"o}hte Expression zeigen. Dies betrifft besonders die Biosynthese aromatischer und verzweigter Aminos{\"a}uren, die in diesen Stadien vom Wirt in hoher Menge ben{\"o}tigt werden, w{\"a}hrend die internen Reserven gleichzeitig zur Neige gehen. Dies {\"a}ußert sich auch im deutlichen Abfallen der Speicherproteinmenge des Wirts gegen Ende der Puppenphase. Die festgestellte Ver{\"a}nderung der Symbiontenzahl {\"u}bertrifft das geringe Ausmaß der Genregulation um ein Vielfaches. Die Bakterien liegen in jedem Stadium polyploid mit bis zu 100 Genomkopien vor, dieser Polyploidiegrad bleibt jedoch w{\"a}hrend der gesamten Wirtsentwicklung weitestgehend konstant. Somit scheint die Kontrolle des Wirts {\"u}ber die bakterielle Vermehrung der entscheidende Faktor dieser Symbiose zu sein. Die verbleibenden regulatorischen F{\"a}higkeiten der Bakterien stellen m{\"o}glicherweise eine Feinjustierung von optimierten Produktionseinheiten dar, deren Anzahl nach den Bed{\"u}rfnissen des Wirtes ver{\"a}ndert wird. Insgesamt konnten in der vorliegenden Arbeit neue Einblicke in das komplexe Zusammenleben von Blochmannia und Camponotus gewonnen werden, die zu einem besseren Verst{\"a}ndnis der biologischen Funktion und der grundlegenden Mechanismen dieser Symbiose f{\"u}hren. Eine der wichtigsten Fragestellungen nach dem Sinn einer nahrungsaufwertenden Symbiose f{\"u}r einen Nahrungsgeneralisten konnte mit starken Hinweisen auf eine stadienabh{\"a}ngige Relevanz der Symbiose beantwortet werden, die den enormen evolution{\"a}ren Erfolg dieser Ameisengattung erkl{\"a}ren k{\"o}nnte.\&\#8195;},
  subject      = {Intrazellul{\"a}re Symbiose},
  language  = {de}
}